当仿函数需要多个 arguments 时正确使用 std::variant 和 std::visit

Question

我一直在努力让我的代码结合使用std::variant和std::visit来工作。 我现在已经将我的代码减少到最少只在我的变体中使用一种类型，但编译器仍然抱怨没有匹配的访问调用。

#include <iostream>
#include <variant>
#include <vector>
#include <array>
class SomeClass {
    
    public:
    
    std::vector<int> foo(const std::string& s, const std::array<float, 3>& d){
        return {};
    }
};

struct Visitor{
    public:
    
    std::vector<int> operator() (SomeClass& c1, const std::string& s, const std::array<float, 3>& a) {
        
        return c1.foo(s, a);        
        
    }
};

int main() {
    
    std::variant<SomeClass> variants;
    
    std::string s = "c++";
    std::array<float, 3> a {1, 0, 0};
    
    std::visit(Visitor{}, variants, s, a);

    return 0;
}

我正在使用 gcc 11.3

Answer 1

std::visit期望 visitor 之后的每个参数都是variant 。 它将“解包”底层 object 的每个变体，然后使用所有这些对象调用访问者。 如果你试图给它非variant ，比如string ，它会报错。

访问者可以有自己的内部状态/变量。 您想将s和a带入您的访问者。 也就是说，对于访问者而言， s和a在概念上不是 arguments。 您应该将它们视为 visitor 的一部分，因为 visitor object 代表“对variant做什么”，而s和a是其中的一部分。 s和a不是访问者的输入，因为访问者的输入应该是变体。

struct Visitor {
    std::string s;
    std::array<float, 3> a;
    std::vector<int> operator()(SomeClass &c) {
        return c.foo(s, a);
    }
};

std::variant<SomeClass> variants;
Visitor v{"c++", {1, 0, 0}};
std::visit(v, variants);
// you *could* shorten this to a lambda with captures
// std::string s = "c++"
// std::array<float, 3> a{1, 0, 0};
// std::visit([&](SomeClass &c) { return c.foo(s, a); }, variants);
// but this will not generalize to multiple things in the variant (lambdas don't overload)

还有以下hack。 我会认为它是糟糕的风格（因为它没有正确地将访问者与被访问者分开），但如果你必须使用它，它就可以工作。

template<typename T>
std::variant<std::reference_wrapper<T>> unvisit(T &x) {
    return std::ref(x);
}
// using your original Visitor this time
std::variant<SomeClass> variants;
std::string s = "c++";
std::array<float, 3> a {1, 0, 0};

std::visit(Visitor{}, variants, unvisit(s), unvisit(a));

也就是说，您可以通过引用将每个“非variant ”参数包装到一个单变variant中，然后依靠visit再次打开它。

Answer 2

std::visit通过始终向访问者传递一个参数来调用访问者：访问者正在访问的 object。

std::visit的附加参数是 visit 的附加变体。

std::visit(Visitor{}, variants, s, a);

这意味着：使用visitor{}访问variants ，然后访问s ，最后访问a 。 所有这些本身都应该是变体。

换句话说： std::visit并不像您认为的那样工作。 您需要想出一些其他的替代方法来访问您的变体。