问模板接受所有成员函数指针(包括CV-合格和参考-合格)
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Stack Overflow用户

提问于 2021-08-05 12:56:39

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我想要编写一个模板，它接受指向成员函数的指针(可能是CV限定的和/或ref限定的)，同时也匹配所有相关类型(返回值的类型、类类型和参数的类型)。

简单的版本如下所示：

template <typename ReturnValue, typename Class, typename... Arguments>
void foo(ReturnValue(Class::* function_ptr)(Arguments...))
{
    // do something with |function_ptr|
}

这可以很好地适用于非CV合格的非推荐成员函数指针，但不能与指向CV合格和/或ref限定成员函数的指针匹配。

是否有一种很好的方法将其保存在一个模板中，并以某种方式通过很好地演绎限定符来处理所有情况？

我可以降级为一个简单的模板，接受一切(可能与一些SFINAE围绕std::is_member_function_pointer)。但是我仍然需要在某个地方提取类型(返回、类和参数)，这样实际上不会为我节省任何工作。

c++17

pointer-to-member

function-templates

c++

templates

回答 1

Stack Overflow用户

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发布于 2021-08-05 13:46:21

如何将成员函数指针传递到foo，并使用帮助器特性检索类的类型、返回和参数！

提供如下特征：

template<typename Class> struct class_traits final {};
template<typename ReType, typename Class, typename... Args>
struct class_traits<ReType(Class::*)(Args...)> final
{
    using class_type = Class;
    using ret_type = ReType;
};    

// traits helpers
template<typename MemFunctionPtr> using  class_type = typename class_traits<MemFunctionPtr>::class_type;
template<typename MemFunctionPtr> using  ret_type = typename class_traits<MemFunctionPtr>::ret_type;

现在在foo

#include <functional> // std::invoke

template <typename MemFuncType, typename... Args>
void foo(MemFuncType&& func, Args&&... args) 
{
    // class type can be retrieved!
    class_type<MemFuncType> obj{};

    // types other than void!!
    ret_type<MemFuncType> res = std::invoke(func, obj, std::forward<Args>(args)...); 

    // do something with |function_ptr|

}

现在是故事的主要部分。以上仅解析成员函数指针的非const、非volatile和非noexcept等版本。你刚才问的东西不见了！

剩下的，我们需要提供不同的特征。从这个职位的灵感出发，我们可以通过宏来完成它，这将为我们完成这些特征的样板复制：

template<typename Class> struct class_traits final {};
#define CREATE_CLASS_TRAITS(...) \
template<typename ReType, typename Class, typename... Args> \
struct class_traits<ReType(Class::*)(Args...)__VA_ARGS__> final  \
{ \
    using class_type = Class; \
    using ret_type = ReType; \
}

CREATE_CLASS_TRAITS();
CREATE_CLASS_TRAITS(const);
CREATE_CLASS_TRAITS(volatile);
CREATE_CLASS_TRAITS(const volatile);
CREATE_CLASS_TRAITS(&);
CREATE_CLASS_TRAITS(const&);
CREATE_CLASS_TRAITS(volatile&);
CREATE_CLASS_TRAITS(const volatile&);
CREATE_CLASS_TRAITS(&&);
CREATE_CLASS_TRAITS(const&&);
CREATE_CLASS_TRAITS(volatile&&);
CREATE_CLASS_TRAITS(const volatile&&);
CREATE_CLASS_TRAITS(noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(const noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(volatile noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(const volatile noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(&noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(const& noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(volatile& noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(const volatile& noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(&& noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(const&& noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(volatile&& noexcept);
CREATE_CLASS_TRAITS(const volatile&& noexcept);
#undef CREATE_CLASS_TRAITS

// traits helpers
template<typename MemFunctionPtr> using  class_type = typename class_traits<MemFunctionPtr>::class_type;
template<typename MemFunctionPtr> using  ret_type = typename class_traits<MemFunctionPtr>::ret_type;

现在我们可以：

template <typename MemFuncType, typename... Args>
void foo(MemFuncType&& func, Args&&... args) 
{
    class_type<MemFuncType> obj{};

    using Type = decltype(std::invoke(func, obj, std::forward<Args>(args)...));
    static_assert(std::is_same_v<ret_type<MemFuncType>, Type>, "are not same");

    std::invoke(func, obj, std::forward<Args>(args)...);

    // do something with |function_ptr|
}

class MyClass
{
public:
    void func() { std::cout << "MyClass::void func()\n"; }
    void func1() const { std::cout << "MyClass::void func1() const\n"; }
    void func2() const noexcept{ std::cout << "MyClass::void func2() const noexcept\n"; }
    int func3() const { std::cout << "MyClass::func3() const\n";  return {}; }
    int func4(int a, double b) const { std::cout << "MyClass::func3() const"<< a << " " << b << "\n";  return {}; }
};

int main()
{
    foo(&MyClass::func);
    foo(&MyClass::func1);
    foo(&MyClass::func2);
    foo(&MyClass::func3);
    foo(&MyClass::func4, 1, 2.);
    return 0;
}