根据函数签名将可变参数模板中的类型转发为 values/references

Question

此问题涉及 , this and potentially this。

我有以下 class，其中 AddFunction 方法接收一个函数和该函数的参数列表，然后生成一个 std::thread 调用传递的函数传递的参数：

class Processes {
public:
  Processes() {}

  ~Processes() {
    for (auto &t : threads_) {
      t.join();
    }
  }

  template <class Function, typename... Args>
  void AddFunction(Function &&func, Args &&... args) {
    threads_.emplace_back(std::forward<Function>(func),
                          std::forward<Args>(args)...);
  }

private:
  std::vector<std::thread> threads_;
}

这会导致每个参数都有一个副本，如果对象不可复制，编译将失败，因为 std::thread 需要将引用包装在 std::ref 中，以保证该对象将超过线程的生命周期，否则将复制它。

当在目标函数签名中指定时我想通过引用传递对象。

我尝试使用 lambda：

template <class Function, typename... Args>
void AddFunction(Function &&func, Args &&... args) {
  threads_.emplace_back([&]() { func(std::forward<Args>(args)...); });
}

但这会导致不正确的行为，因为 lambda 在按值传递值之前通过引用捕获值，从而导致通过引用捕获行为。

如何根据目标函数签名实现将参数作为值或引用转发的函数？

示例：

void Foo(int a, std::vector<int> const &b) { /* ... */ } int main() { Processes procs; int a = 6; std::vector<int> b; procs.AddFunction( Foo, a, // Should be passed by value b // Should be passed by reference (as implemented by std::ref) ); return 0; }

Answer 1

您可以将函数签名更改为不那么通用：

首先是一些帮手：

template <typename T> struct non_deducible { using type = T; };
template <typename T> using non_deducible_t = typename non_deducible<T>::type;

template <typename T>
auto passed_by(T& t, std::true_type)
{
    return std::ref(t);
}

template <typename T>
T&& passed_by(T&& t, std::false_type)
{
    return std::forward<T>(t);
}

然后

template <class Ret, typename... Args>
void AddFunction(Ret (*func)(Args...), non_deducible_t<Args>... args) {
    threads_.emplace_back(func,
                          passed_by(std::forward<Args>(args),
                                    std::is_reference<Args>{})...);
}

Answer 2

如果你想走 lambda 路线，你可以实现一些 allow you to capture by "perfect-forward" 的实用程序 - 这意味着 rvalues 被移动到闭包中并且 lvalues 通过引用捕获。您可以使用 std::tuple<T> 存储 T 或 T& （我的链接文章有更清晰的实现）:

template <class Function, typename... Args>
void AddFunction(Function &&func, Args &&... args) 
{
    threads_.emplace_back([
        targs = std::tuple<Args...>{std::forward<Args>(args)...},
        tfunc = std::tuple<Function>(func)]() mutable
    { 
        std::apply([&targs](auto&& x_func)
        {
            std::apply([&x_func](auto&&... x_args)
            { 
                std::forward<Function>(x_func)(
                    std::forward<Args>(x_args)...
                );
            }, targs);
        }, tfunc);
    });
}

live wandbox example

根据函数签名将可变参数模板中的类型转发为 values/references

Forward types in variadic template as values/references according to function signature

c++

variadic-templates

perfect-forwarding

stdthread