C++17 推斷基於 lambda 的訪問者的返回類型

Question

這是https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant/visit 中給出的基於 lambda 重載的訪問者：

template<class... Ts> struct overloaded : Ts... { using Ts::operator()...; };
template<class... Ts> overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
std::visit(overloaded {
  [](auto arg) { std::cout << arg << ' '; },
  [](double arg) { std::cout << std::fixed << arg << ' '; },
  [](const std::string& arg) { std::cout << std::quoted(arg) << ' '; },
}, v);

其中v是一個variant ，它的所有類型都必須實現 lambdas。

我想向overloaded添加一個函數，該函數具有與所有 lambdas 相同的返回類型（然后是visit(overloaded{...}, v)的返回類型）。 類似於：

template<class... Ts> struct overloaded : Ts...
{
  using Ts::operator()...;

  common_type_t<decltype(declval<Ts>())...> test() const { return {}; }
};
template<class... Ts> overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
auto r = std::visit(overloaded {
  [](auto arg) { return 1; },
  [](double arg) { return 2; },
  [](const std::string& arg) { return 3; },
}, v);

這里出了點問題，並且common_type<_Tp...>::type不存在。 我想過使用common_type_t<invoke_result_t<Ts>...>但我沒有 lambdas 的參數，所以invoke_result<Ts..>>::type在那里失敗。

我錯過了什么？

Answer 1

這個問題沒有通用的解決方案，因為如果 lambdas 之一是通用的，例如

[](auto arg) { return arg; }

那么沒有std::variant對象就無法推導出返回類型。

但是，我們可以嘗試從具有非模板operator()那些 lambda 表達式中推斷出常見類型。 這種特殊情況的解決方案如下。

首先創建一個推導 lambda 返回類型的特征，如果推導失敗則返回empty ：

struct empty {};

template<typename Ret, typename Fn, typename Arg>
Ret return_type(Ret(Fn::*)(Arg));

template<typename Ret, typename Fn, typename Arg>
Ret return_type(Ret(Fn::*)(Arg) const);

template<typename Fn>
auto return_type(Fn) -> decltype(return_type(&Fn::operator()));

empty return_type(...);

然后調整std::common_type ：

template<>
struct std::common_type<empty, empty> {
    using type = empty;
};

template<typename T>
struct std::common_type<T, empty> {
    using type = T;
};

template<typename T>
struct std::common_type<empty, T> {
    using type = T;
};

最后把所有這些放在一起：

template<class... Ts> struct overloaded : Ts... {
    using Ts::operator()...; 
    static auto test() ->
        std::common_type_t<decltype(return_type(std::declval<Ts>()))...>;
};

例子：

auto fn = overloaded {
    [](auto arg)    { },
    [](int arg)     { return 0;  },
    [](std::string) { return 1.; }
};

static_assert(std::is_same_v<decltype(fn.test()), double>);

如果無法推導出類型，則test()的返回類型將為empty ：

auto fn = overloaded {
    [](auto arg) { }
};

static_assert(std::is_same_v<decltype(fn.test()), empty>);