将参数转换为包装函数期望的类型

Question

假设我想要一个通用函数 F 接受类型 Args 的参数并返回 R。我想包装这个函数，使其符合以下形式：

using gen_type = void (*)(struct value *values,
                          size_t num_args,
                          struct value *return_value)

我也有与通用函数相互转换的函数 struct value:

template<T> T from_value(struct value);
// or have something like from_value_(struct value, int&)
// called from from_value
template<> from_value<int>(struct value);
struct value to_value(int i);

现在，我可以有这样的功能吗：

template<typename F, typename ... Args>
gen_type wrap(F func) {
    return [](struct value *values,
              size_t num_args,
              struct value *return_value) {
        if (num_args != sizeof...(Args)) { /* error */ }
        auto res = func(/* apply from_value<> to each argument type */)
        *return_value = to_value(res);
    }
}

问题是评论的地方应该怎么办。

（附带问题：有什么方法可以避免在调用 wrap 时必须描述 F 的参数类型？）

Answer 1

不确定是否是您想要的，但 std::any (C++17) 似乎符合您的要求：

template <typename Sig> struct callable_trait;

// Miss all combinations of cv qualifier, ref qualifier, C-ellipsis
template <typename R, typename C, typename ... Args>
struct callable_trait<R (C::*)(Args...) const>
{
    using Ret = R;
    using ArgsTuple = std::tuple<Args...>;
};

// assume no overloads, and const non template operator from above minimal specialization
template <typename C> struct callable_trait : callable_trait<decltype(&C::operator())> {};


template <typename F>
auto wrap(F func) {
    return [=](const std::any values[], std::size_t num_args, /* std::span<std::any> */
              std::any* return_value) {
        using ArgsTuple = typename callable_trait<F>::ArgsTuple;
        constexpr std::size_t size = std::tuple_size_v<ArgsTuple>;
        if (num_args != size) { throw std::runtime_error("wrong number of arguments");/* error */ }
        // C++20 construct actually, you might create free function instead prior that
        *return_value = [=]<std::size_t...Is>(std::index_sequence<Is...>){
            return func(std::any_cast<std::tuple_element_t<Is, ArgsTuple>>(values[Is])...);
        }(std::make_index_sequence<size>()); // immediate call
    };
}

Demo

Answer 2

下面是如何使用 Boost.Hana 和 func 作为模板参数来完成的示例。

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <boost/hana.hpp>

namespace hana=boost::hana;

// sample value type
struct value
{
    size_t content;
};

// sample conversion functions for sample value type

template <typename T>
T from_value(const value& val)
{
    return T(val.content);
}
template <>
int from_value<int>(const value& val)
{
    return val.content*2;
}
template <>
float from_value<float>(const value& val)
{
    return val.content*3.0;
}

template <typename T>
value to_value(const T& val)
{
    return value{static_cast<size_t>(round(val))};
}

// concatenate results of from_value to tuple

template <typename ...>
struct concat_values
{
};

template <typename T>
struct concat_values<T>
{
    template <typename ArrT>
    static auto apply(size_t index,const ArrT& arr)
    {
        return hana::make_tuple(from_value<T>(arr[index]));
    }
};

template <typename T, typename ... Types>
struct concat_values<T,Types...>
{
    template <typename ArrT>
    static auto apply(size_t index,const ArrT& arr)
    {
        return hana::prepend(concat_values<Types...>::apply(index+1,arr),
                            from_value<T>(arr[index])
                            );
    }
};

// wrap lambda
template <typename FuncT, FuncT func, typename ... Args>
auto wrap()
{
    return [](value *values,
            size_t num_args,
            value *return_value)
    {
        if (num_args != sizeof...(Args)) { throw std::runtime_error("Invalid number of arguments!"); }

        auto res=hana::unpack(
            concat_values<Args...>::apply(0,values),
            *func
        );
        *return_value = to_value(res);
    };
}

// try it

// sample func
double sample_sum(size_t a, int b, float c)
{
    return a+b*2+c*3;
}

// sample function with C-style signature that accepts wrapped function
void sample_invoke(void (*f)(value*,size_t,value*))
{
    value inputs[3]={{1},{2},{3}};
    value result{0};
    (*f)(inputs,3,&result);

    std::cout<<"Result "<<result.content<<std::endl;
}

// run
int main()
{
    auto wrapped=wrap<decltype(&sample_sum),&sample_sum,size_t,int,float>();
    sample_invoke(wrapped);
    return 0;
}

打印：

Result 36

见Demo。

更新

std::index_sequence的另一个实现：

// apply function
template <typename ... Args, typename FuncT, std::size_t... Idx>
auto apply_func(FuncT func,value* values,std::index_sequence<Idx...>)
{
    return func(from_value<Args>(values[Idx])...);
}    

// wrap lambda
template <typename FuncT, FuncT func, typename ... Args>
auto wrap()
{
    return [](value *values,
            size_t num_args,
            value *return_value)
    {
        if (num_args != sizeof...(Args)) { throw std::runtime_error("Invalid number of arguments!"); }

        auto res=apply_func<Args...>(*func,values,std::index_sequence_for<Args...>());
        *return_value = to_value(res);
    };
}

直播Demo.

将参数转换为包装函数期望的类型

Convert arguments to types expected by wrapped function

c++

variadic-templates

c++14