与函数指针、__cdecl 和模板混淆

Question

在Visual Studio2019年，我写了下面的测试代码，但是结果让我一头雾水

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T, class Func>
int call(T x, Func f) { return f(x); }

int square(int x) { return x * x; }

int main() {

    int (*func0) (int) = square; // line 0, OK
    //int (func1)(int) = square; // line 1, wrong

    int (__cdecl *func1) (int)  = square; // line 2, OK
    //int (__cdecl func2)(int) = square; // line 3, wrong

    cout << ((int(__cdecl*)(int)) square)(5) << endl; // line 4, OK
    //cout << ((int(__cdecl)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

    cout << call<int, int (*)(int)>(5, square) << endl; // line 6, OK
    //cout << call<int, int ()(int)>(5, square) << endl; // line 7, wrong

    cout << call<int, int(__cdecl*)(int)>(5, square) << endl; // line 8, OK
    cout << call<int, int(__cdecl)(int)>(5, square) << endl; // line 9, OK

    return 0;
}

（我知道在使用 call 时可以省略类型，但这是一个实验。）

我以为我能够理解从第 0 行到第 7 行的所有内容。我的想法是 square 是一个函数指针，所以它的类型应该是 int (*) (int) 或者 int(__cdecl*) (int)，这两个要么完全相同，要么可以相互转换（我没有改变项目的调用约定，所以默认是__cdecl）。

然而，令我惊讶的是第 8 行和第 9 行都编译并且运行正确。为什么会这样？

通过比较第 6、7 行和第 8、9 行，我认为问题来自添加 __cdecl，但在 Microsoft Docs 中没有提到这样的内容。

然后我打印出类型：


    // ...
    cout << typeid(square).name() << endl; // output: int __cdecl(int)
    cout << typeid(*square).name() << endl; // output: int __cdecl(int)
    cout << typeid(&square).name() << endl; // output: int(__cdecl*)(int)

    cout << (typeid(square) == typeid(int(*) (int))) << endl; // output: false
    cout << (typeid(square) == typeid(int(__cdecl) (int))) << endl; // output: true
    cout << (typeid(square) == typeid(int(__cdecl*) (int))) << endl; // output: false

    cout << (typeid(square) == typeid(*square)) << endl; // output: true
    // ...

看来square确实有类型int (__cdecl) (int)。另外，我不明白为什么 square 和 *square 是同一类型...

谁能给我解释一下这些现象？

Answer 1

行错误：

int (func1)(int) = square; // line 1, wrong

是你少了一个'*'，需要是：

int (*func1)(int) = square; // line 1, wrong

同

//int (__cdecl func2)(int) = square; // line 3, wrong

cout << ((int(__cdecl)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

需要

cout << ((int(__cdecl*)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

Answer 2

square 和 *square 是相同的类型，因为函数会衰减，就像数组一样，指向指针，除了（就像数组）在某些上下文中。特别是，衰减在 typeid 和 & 下被抑制，但在 * 下不被抑制，因此 typeid(square) 为您提供 square、int (__cdecl)(int) 的类型，而 typeid(*square) 表示 typeid(*&square) 表示 typeid(square) 给出相同的东西。这导致了一个奇怪的事实，即你可以写任意多的 * 而它们什么都不做： *************square 与 square.

相同

现在，对于您问题的其余部分，您写错了 "function taking int returning int" 类型。 int ()(int) 表示 "function taking no arguments returning function taking int returning int"。你想要 int(int)。然后这有效：

cout << call<int, int(int)>(5, square) << "\n"; // line 7, fixed (FYI: endl is not normally necessary)

因为现在 call 有参数列表 (int x, int f(int))，并且函数类型的参数声明自动调整为具有指向函数类型的指针，使得 call<int, int(int)> 在功能上等同于 call<int, int (*)(int)>. （这不适用于变量声明或强制转换，因此第 1、3、5 行仍然不正确。）额外的括号导致类型被误解。第 9 行之所以有效，是因为将 __cdecl 放在括号内不会被误解（它们不是函数声明符，而是分组符号）。

cout << call<int, int (__cdecl)(int)>(5, square) << "\n"; // line 9, OK

再次调整call的参数类型。 int (__cdecl f)(int) 变为 int (__cdecl *f)(int)，这使得第 9 行在功能上与第 8 行相同。

与函数指针、__cdecl 和模板混淆

Confusion with function pointer, __cdecl, and template

c++

visual-studio

templates

function-pointers

cdecl