基于 lambda arity 的特化函数模板

Question

我正在尝试根据我作为参数传递给它的 lambda 的元数来专门化模板函数。这就是我想出的解决方案：

template<typename Function, bool>
struct helper;

template<typename Function>
struct helper<Function, false>
{
    auto operator()(Function&& func)
    {
        std::cout << "Called 2 argument version.\n";
        return func(1, 2);
    }
};

template<typename Function>
struct helper<Function, true>
{
    auto operator()(Function&& func)
    {
        std::cout << "Called 3 argument version.\n";
        return func(1, 2, 3);
    }
};

template<typename T>
struct B
{
    T a;
    const T someVal() const { return a; }
};

template<typename Function, typename T>
auto higherOrderFun(Function&& func, const T& a)
{
    return helper<Function, std::is_invocable<Function, decltype(a.someVal()), decltype(a.someVal()), decltype(a.someVal())>::value>{}(std::forward<Function>(func));
}


int main()
{
    B<int> b;
    std::cout << higherOrderFun([](auto x, auto y) {return x+y; }, b) << "\n";
    std::cout << higherOrderFun([](auto x, auto y, auto z) {return x + y+z; }, b) << "\n";
    return 0;
}

有没有办法以更优雅的方式实现这一点？我看过这个：Arity of a generic lambda

然而，最新的解决方案 (florestan's) 将所有参数转换为 aribtrary_t，因此必须将它们强制转换回每个 lambda 内部，我认为这并不理想。理想情况下，我希望直接使用 SFINAE 专门化模板 higherOrderFun，但实际上我使用了一个助手 class 来实现这一点。有没有更直接的方法？例如直接将 SFINAE 应用到 higherOrderFun 而不依赖 helper class？这样做的重点是不必将 higherOrderFun 更改为 higherOrderFun2 和 higherOrderFun3，而是让编译器从 lambda 和给定的参数（const T& a).

我应该提一下，我也不关心函数参数的类型——只关心它们的数量，所以我会在我的示例中将 decltype(a.someVal()) 更改为 auto 如果这是可能的（也许有一种方法可以绕过显式定义类型？）。

Answer 1

以下模板为我提供了 lambda、std::function 或普通函数指针的参数数量。这似乎涵盖了所有基础知识。因此，您专注于 n_lambda_parameters<T>::n，并将其插入您的模板。根据您的具体用例，您可能需要使用 std::remove_reference_t 或 std::decay_t 提供的工具来包装它。

使用 g++ 9 测试。需要来自 C++17 的 std::void_t，大量模拟 std::void_t pre C++17 的示例可以在别处找到...

#include <functional>

// Plain function pointer.

template<typename T> struct n_func_parameters;

template<typename T, typename ...Args>
struct n_func_parameters<T(Args...)> {

    static constexpr size_t n=sizeof...(Args);
};

// Helper wrapper to tease out lambda operator()'s type.

// Tease out closure's operator()...

template<typename T, typename> struct n_extract_callable_parameters;

// ... Non-mutable closure
template<typename T, typename ret, typename ...Args>
struct n_extract_callable_parameters<T, ret (T::*)(Args...) const> {

    static constexpr size_t n=sizeof...(Args);
};

// ... Mutable closure
template<typename T, typename ret, typename ...Args>
struct n_extract_callable_parameters<T, ret (T::*)(Args...)> {

    static constexpr size_t n=sizeof...(Args);
};

// Handle closures, SFINAE fallback to plain function pointers.

template<typename T, typename=void> struct n_lambda_parameters
    : n_func_parameters<T> {};

template<typename T>
struct n_lambda_parameters<T, std::void_t<decltype(&T::operator())>>
    : n_extract_callable_parameters<T, decltype(&T::operator())> {};


#include <iostream>

void foo(int, char, double=0)
{
}

int main()
{
    auto closure=
        [](int x, int y)
    // With or without mutable, here.
        {
        };

    std::cout << n_lambda_parameters<decltype(closure)>::n
          << std::endl; // Prints 2.

    std::cout << n_lambda_parameters<decltype(foo)>::n
          << std::endl; // Prints 3.

    std::cout << n_lambda_parameters<std::function<void (int)>>::n
          << std::endl; // Prints 1.
    return 0;
}

Answer 2

我会使用不同的重载：

template<typename Function>
auto higherOrderFun(Function&& func)
-> decltype(std::forward<Function>(func)(1, 2, 3))
{
    return std::forward<Function>(func)(1, 2, 3);
}

template<typename Function>
auto higherOrderFun(Function&& func)
-> decltype(std::forward<Function>(func)(1, 2))
{
    return std::forward<Function>(func)(1, 2);
}

可能重载优先级为

 struct low_priority {};
 struct high_priority : low_priority{};

template<typename Function>
auto higherOrderFunImpl(Function&& func, low_priority)
-> decltype(std::forward<Function>(func)(1, 2))
{
    return std::forward<Function>(func)(1, 2);
}

template<typename Function>
auto higherOrderFunImpl(Function&& func, high_priority)
-> decltype(std::forward<Function>(func)(1, 2))
{
    return std::forward<Function>(func)(1, 2);
}

template<typename Function>
auto higherOrderFun(Function&& func)
-> decltype(higherOrderFun(std::forward<Function>(func), high_priority{}))
{
    return higherOrderFun(std::forward<Function>(func), high_priority{});
}

如果您想使用 arity traits from florestan，可能会导致：

template<typename F>
decltype(auto) higherOrderFun(F&& func)
{
    if constexpr (arity_v<std::decay_t<F>, MaxArity> == 3)
    {
        return std::forward<F>(func)(1, 2, 3);
    }
    else if constexpr (arity_v<std::decay_t<F>, MaxArity> == 2)
    {
        return std::forward<F>(func)(1, 2);
    }
    // ...
}

基于 lambda arity 的特化函数模板

Specializing function template based on lambda arity

c++

templates

lambda

c++17

arity