C++17 装饰 lambda 或成员 function 非捕获 lambda

Question

我正在尝试制作一个 function，它返回一个非捕获 lambda（因此它可以转换为一个 function 指针）装饰一个内部 function，其中内部 function 可以是 8835508.86348 指针或 84a71988 指针

Compiler Explorer 链接供参考，我将在下面对其进行剖析。

我提出了两种策略，一种用于 lambda，另一种用于成员函数。 具体来说，对于 lambda

template <typename Callable>
auto decorate_lambda(Callable&& lambda) {
    static const Callable callable = std::forward<Callable>(lambda);

    return [](auto... args) {
        return 100 + callable(std::forward<decltype(args)>(args)...);
    };
}

将 lambda 保存为static允许在非捕获 lambda 中使用callable 。这很好，因为decorate_lambda模板实例化对于每个 lambda (IIRC) 都是唯一的。

对于成员函数，策略有些不同（注意模板参数）

template <auto callable>
auto decorate_memfn() {
    return [](auto... args) {
        return 100 + std::mem_fn(callable)(std::forward<decltype(args)>(args)...);
    };
}

然后我可以做类似的事情

const auto decorated_lambda =
    decorate_lambda([](int i) { return i + 1; });

const auto decorated_memfn =
    decorate_memfn<&Worker::work>();

int (*lambda_fnptr)(int) = decorated_lambda;
int (*memfn_fnptr)(Worker&, int) = decorated_memfn;

导致 function 指针可用于例如 C 接口（最终）。

我想要的最终结果是将decorate_lambda和decorate_memfn滚动到单个decorate(lambda_or_memfn) function （使用模板专业化， if constexpr ，或其他）。 例如

decorate([](int i) { return i + 1; });
decorate(&Worker::work);

即基本上我想要decorate_memfn(&Worker::work)而不是decorate_memfn<&Worker::work>() 。 问题是

• 将成员 function 指针作为参数而不是模板参数传递，意味着成员 function 指针不再被视为decorate_memfn中的静态/全局变量。 有没有办法强制编译器识别参数来自静态/全局参数，从而允许它在 lambda 中使用而不捕获？
• 使用static技巧做一些类似于decorate_lambda的事情对成员 function 指针不起作用，因为模板实例化不一定是唯一的（即如果两个Callable具有相同的签名）。 不过，也许有办法让它变得独一无二？

我知道 C++20 可以提供帮助，但不幸的是我被 C++17 困住了。

非常感谢任何提示！

Answer 1

首先，你的decorate_lambda有问题：如果你用有状态的可调用函数调用它，它会无声地中断。 作为一个简单的检查，您可以仅在std::is_empty_v为真时才允许调用。

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我想要的最终结果是将 decorate_lambda 和 decorate_memfn 合并为一个 decorate(lambda_or_memfn) function

您可以使用std::integral_constant

template<auto x>
inline constexpr std::integral_constant<decltype(x), x> constant{};

template<typename T, typename F, F T::* x>
auto decorate(std::integral_constant<F T::*, x>)
{
    return [](auto&&... args) {
        return 100 + std::mem_fn(x)(decltype(args)(args)...);
    };
}

auto d = decorate(constant<&Worker::work>);