使用两个以上的arg推导std :: function

Question

我想知道为什么std::function只知道两个参数的函数。 我写了一些运行良好的代码，但是有很多限制。 任何反馈欢迎。 特别是，我怀疑我正在重新发明轮子。

我的代码是关于ideone的 ，我将参考它。

例如，我可以用以下内容描述main的类型：

function_type_deducer(main).describe_me();
// Output: I return i and I take 2 arguments.  They are of type:  i PPc

（其中'i'表示'int'，'PPc'表示指向指针指向char的指针）

标准std::function不适用于具有两个以上args的函数（请参阅我的代码的最后两行），但此代码可以使用（示例代码演示了三个arg函数）。 也许我的设计应该在标准库中使用！ 我定义了typedef tuple<Args...> args_as_tuple; 存储所有args，而不仅仅是前两个参数类型。

主要技巧是这个函数的推论：

template<class T, class... Args>
auto function_type_deducer(T(Args...)) -> Function__<T, Args...> {
        return Function__<T, Args...> {};
}

限制：

• 它不适用于lambdas。 这不会编译function_type_deducer([](){}).describe_me();
• 它没有注意到x和y之间存在小的差异，因为y采用string& ，其中x表示string 。 （std :: function也没有注意到这一点）

关于如何修复其中任何一个的任何想法？ 我重新改造了车轮吗？

Answer 1

这不会编译function_type_deducer([](){}).describe_me();

如果function_type_deducer不是模板，它将起作用。 :)非捕获lambdas（empty [] ）可以隐式转换为函数指针。 遗憾的是，对于某些模板参数推导，不考虑隐式转换。 有关详细信息，请参阅此问题 （请注意，我的答案并不完全正确，如评论所示）。

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它没有注意到x和y之间存在小的差异，因为y采用字符串＆，其中x表示字符串。

这不是函数的问题，这是typeid的一个问题，因为这个简单的测试代码显示：

template<class T>
void x(void(T)){
    T v;
    (void)v;
}

void f1(int){}
void f2(int&){}

int main(){
    x(f1);
    x(f2);
}

Ideone上的实例 。 输出：

错误：'v'声明为引用但未初始化

一个简单的修复可能是使用标签分派：

#include <type_traits> // is_reference
#include <iostream>
#include <typeinfo>

template<class T>
void print_name(std::true_type){
  std::cout << "reference to " << typeid(T).name();
}

template<class T>
void print_name(std::false_type){
  std::cout << typeid(T).name();
}

template<class T>
void print_name(){
  print_name(typename std::is_reference<T>::type());
}

并调用print_name<NextArg>()而不是typeid(NextArg).name() 。

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我重新改造了车轮吗？

是的，有点和不，你没有。 Boost.Function为所有参数（ argN_type样式）提供typedef，以及其数量的静态常量arity 。 但是，您无法轻松访问这些typedef。 你需要一种迂回的方式来不意外地访问不存在的方法。 tuple想法效果最好，但它可以用更好的方式编写。 这是我曾写过的东西的修改版本：

#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <typeinfo>

namespace detail{

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os);

template<class T>
std::ostream& print_pointer(std::ostream& os, std::true_type){
  typedef typename std::remove_pointer<T>:: type np_type;
  os << "pointer to ";
  return print_name<np_type>(os);
}

template<class T>
std::ostream& print_pointer(std::ostream& os, std::false_type){
  return os << typeid(T).name();
}

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os, std::true_type){
  return os << "reference to " << typeid(T).name();
}

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os, std::false_type){
  return print_pointer<T>(os, typename std::is_pointer<T>::type());
}

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os){
  return print_name<T>(os, typename std::is_reference<T>::type());
}

// to workaround partial function specialization
template<unsigned> struct int2type{};

template<class Tuple, unsigned I>
std::ostream& print_types(std::ostream& os, int2type<I>){
  typedef typename std::tuple_element<I,Tuple>::type type;

  print_types<Tuple>(os, int2type<I-1>()); // left-folding
  os << ", ";
  return print_name<type>(os);
}

template<class Tuple>
std::ostream& print_types(std::ostream& os, int2type<0>){
  typedef typename std::tuple_element<0,Tuple>::type type;
  return print_name<type>(os);
}

} // detail::

template<class R, class... Args>
struct function_info{
  typedef R result_type;
  typedef std::tuple<Args...> argument_tuple;
  static unsigned const arity = sizeof...(Args);

  void describe_me(std::ostream& os = std::cout) const{
    using namespace detail;
    os << "I return '"; print_name<result_type>(os);
    os << "' and I take '" << arity << "' arguments. They are: \n\t'";
    print_types<argument_tuple>(os, int2type<arity-1>()) << "'\n";
  }
};

Ideone上的实例 。 输出：

main:   I return 'i' and I take '2' arguments. They are: 
        'i, pointer to pointer to c'
x:      I return 'Ss' and I take '3' arguments. They are: 
        'i, Ss, c'
y:      I return 'Ss' and I take '3' arguments. They are: 
       'i, reference to Ss, c'

Answer 2

使用lambda函数的答案链接提供了关键提示：您需要获取指向函数调用操作符的成员函数的指针。 也就是说，如果T是一个函数对象，则需要查看&T::operator() 。 使用广义SFINAE，您可以确定此函数调用运算符是否存在。 将这些东西放在一起可能有点迂回的方式，产生这个（用最新版本的gcc和clang编译，除了lambda函数，不支持，但是，通过clang）：

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <typeinfo>
#include <functional>
#include <utility>

// -----------------------------------------------------------------------------

struct S {
    void f(int, std::string&, void (*)(int)) {}
    void g(int, std::string&, void (*)(int)) const {}
};

// -----------------------------------------------------------------------------

template <typename T> struct describer;
template <> struct describer<S>;
template <> struct describer<int>;
template <> struct describer<void>;
template <> struct describer<std::string>;
template <typename T> struct describer<T&>;
template <typename T> struct describer<T*>;
template <typename T> struct describer<T const>;
template <typename T> struct describer<T volatile>;
template <typename T> struct describer<T const volatile>;
template <typename T, int Size> struct describer<T(&)[Size]>;

template <typename T> struct describer {
    static std::string type() { return "???"; }
};
template <> struct describer<S> {
    static std::string type() { return "S"; }
};
template <> struct describer<void> {
    static std::string type() { return "void"; }
};
template <> struct describer<int> {
    static std::string type() { return "int"; }
};
template <> struct describer<std::string> {
    static std::string type() { return "std::string"; }
};
template <typename T> struct describer<T&> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string("&"); }
};
template <typename T> struct describer<T&&> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string("&&"); }
};
template <typename T> struct describer<T*> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string("&"); }
};
template <typename T> struct describer<T const> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string(" const"); }
};
template <typename T> struct describer<T volatile> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string(" volatile"); }
};
template <typename T> struct describer<T const volatile> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string(" const volatile"); }
};
template <typename T, int Size> struct describer<T(&)[Size]>
{
    static std::string type() {
        std::ostringstream out;
        out << "(array of " << Size << " " << describer<T>::type() << " objects)&";
        return out.str();
    }
};

template <typename... T> struct description_list;
template <> struct description_list<> { static std::string type() { return std::string(); } }; 
template <typename T> struct description_list<T> { static std::string type() { return describer<T>::type(); } };
template <typename T, typename... S> struct description_list<T, S...> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + ", " + description_list<S...>::type(); }
};

template <typename R, typename... A>
struct describer<R(*)(A...)>
{
    static std::string type() {
        return "pointer function returning " + describer<R>::type() + " and taking arguments"
            + "(" + description_list<A...>::type() + ")";
    }
};

template <typename R, typename S, typename... A>
struct describer<R(S::*)(A...)>
{
    static std::string type() {
        return "pointer to member function of " + describer<S>::type() + " returning " + describer<R>::type() + " "
            "and taking arguments" + "(" + description_list<A...>::type() + ")";
    }
};

template <typename R, typename S, typename... A>
struct describer<R(S::*)(A...) const>
{
    static std::string type() {
        return "pointer to const member function of " + describer<S>::type() + " returning " + describer<R>::type() + " "
            "and taking arguments" + "(" + description_list<A...>::type() + ")";
    }
};

template <typename T> char (&call_op(decltype(&T::operator())*))[1];
template <typename T> char (&call_op(...))[2];

template <typename T> struct has_function_call_operator { enum { value = sizeof(call_op<T>(0)) == 1 }; };

template <typename T>
typename std::enable_if<!has_function_call_operator<T>::value>::type describe(std::string const& what, T)
{
    std::cout << "describe(" << what << ")=" << describer<T>::type() << "\n";
}

template <typename T>
typename std::enable_if<has_function_call_operator<T>::value>::type describe(std::string const& what, T)
{
    std::cout << "describe(" << what << ")=function object: " << describer<decltype(&T::operator())>::type() << "\n";
}


int f(std::string, std::string const&, std::string&&) { return 0; }
int g(std::string&, std::string const&) { return 0; }

int main()
{
    describe("int", 1);
    describe("f", &f);
    describe("g", &g);
    describe("S::f", &S::f);
    describe("S::g", &S::g);
    describe("mini-lambda", []{}); // doesn't work with clang, yet.
    describe("std::function<int(int(&)[1], int(&)[2], int(&)[4], int(&)[4])>",
             std::function<int(int(&)[1], int(&)[2], int(&)[4], int(&)[4])>());
}