转发可从函数指针类型间接推导的参数

Question

我想要一个函数，它接受指向函数的指针并转发函数指针类型本身给定的所有参数，如下所示：

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do1( RET(*ptr)(ARGS...), ARGS... args )
{
    (*ptr)(std::forward<ARGS>( args )...);
}

int main ()
{
    int i=4;

    Do1( &Ex1, i );
    Do1( &Ex2, i ); //fails!
    Do1( &Ex3, i+1 ); // fails
}

要调用的函数适用于两个示例：

void Ex1( int i){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " " << i << std::endl; i=10;}
void Ex2( int& i){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " " << i << std::endl; i=20;}
void Ex3( int&& i){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " " << i << std::endl; i=30;}

它在 Ex2 和 Ex3 的情况下失败，只是因为它试图推导 ARGS 列表的类型两次并且结果不同。编译器抱怨：

main.cpp:57:22: error: no matching function for call to 'Do1(void (*)(int&), int&)'
         Do1( &Ex2, i ); //fails!
                      ^   
main.cpp:33:10: note: candidate: 'template<class RET, class ... ARGS> auto Do1(RET (*)(ARGS ...), ARGS ...)'
     auto Do1( RET(*ptr)(ARGS...), ARGS... args )
          ^~~ 
main.cpp:33:10: note:   template argument deduction/substitution failed:
main.cpp:57:22: note:   inconsistent parameter pack deduction with 'int&' and 'int'

之后，我尝试使用以下方法解决该问题，因为我仅通过一次推导 ARGS 列表并再次转发到中间 lambda 来获取类型，如下所示：

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do2( RET(*ptr)(ARGS...) )
{   
    return [ptr]( ARGS ... args )
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        (*ptr)(std::forward<ARGS>(args)...); 
    };
}   

int main ()
{   
    int i=4;

    Do1( &Ex1, i );
    Do1( &Ex2, i ); //fails!
    Do1( &Ex3, i+1 ); // fails

    Do2( &Ex1 )( i );
    std::cout << "now i: " << i << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    Do2( &Ex2 )( i );
    std::cout << "now i: " << i << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    Do2( &Ex3 )( i+1 );
    std::cout << "now i: " << i << std::endl;
    std::cout << std::endl;
}

问：有没有办法修复第一种方法，在任何情况下都摆脱这里的中间 lambda？如果没有，是否设计了中间 lambda "well" 的解决方案，尤其是所有 "forwarding" 的东西，以便我没有创建一些副本或其他意外行为？

编辑：这只是一个简化的例子。 std::invoke 不是我打算写的文案。所以在我的真实世界代码中 Do 方法本身还有很多事情要做。

从函数指针类型中获取所需的类型很重要，因为我必须在 Do 内部执行一些检查，这些检查与函数指针提供的类型相关，不从我从用户代码提供给 Do 方法的给定附加参数。

Answer 1

Q: Is there any way to repair the first approach in any case to get rid of the intermediate lambda here?

我建议接受可调用 ptr 简单地作为类型

template < typename F, typename ... ARGS >
auto Do1( F func, ARGS && ... args )
 {
    func(std::forward<ARGS>( args )...);
 }

这样您的 Do1() 就可以完全避免双重不同推导问题，并且还可以与其他类型的可调用对象一起使用（例如：使用不能简单地转换为函数指针的通用 lambda）。

否则你可以拦截两个可变参数类型列表

template < typename RET, typename ... AS1, typename ... AS2 >
auto Do1( RET(*ptr)(AS1...), AS2 && ... args )
 {
   (*ptr)(std::forward<AS2>( args )...);
 }

Answer 2

Q: Is there any way to repair the first approach in any case to get rid of the intermediate lambda here?

您可以将第二个参数更改为不可推导的：

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

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do1( RET(*ptr)(ARGS...), non_deducible_t<ARGS>... args );

Demo

is the solution with the intermediate lambda "well" designed, especially with all the "forwarding" things so that I did not create some copies or other unexpected behavior?

你做了额外的移动构造，所以对于 void Ex1(std::array<int, 5>)，你复制了两次 std::array。解决方案是转发参考：

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do2( RET(*ptr)(ARGS...) )
{   
    return [ptr](auto&& ... args )
    -> decltype((*ptr)((decltype(args)(args))...))
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        (*ptr)((decltype(args)(args))...); 
    };
}

简单的替代方案是：

template < typename Ret, typename ... Ts, typename ... Args >
auto Do1( Ret(*ptr)(Ts...), Args&& ... args)
{
    (*ptr)(std::forward<Args>(args)...);
}

甚至

template < typename Func, typename ... Args >
auto Do1(Func f, Args&& ... args)
{
    f(std::forward<Args>(args)...);
}

您可能还有一些 function_traits 需要检查 Func。

转发可从函数指针类型间接推导的参数

forwarding parameters indirectly deducible from function pointer type

c++

variadic-templates

perfect-forwarding

c++14