C++：静态断言仿函数的参数是常量引用

Question

我正在 C++17 中编写一个模板函数，它接受一个仿函数 F 作为参数，我想限制传入的仿函数只有一个常量引用参数，其中 T 可以是任何类型。

例如：

template <class T> struct my_struct{
    std::vector<T> collection;
    template <class F> std::vector<T> func(F f){
        static_assert(
               // CONDITION HERE!,
               "f's argument is not const reference"
            );

        std::vector<T> ret;

        std::copy_if(
                std::make_move_iterator(this->collection.begin()),
                std::make_move_iterator(this->collection.end()),
                std::inserter(ret, ret.end()),
                f
            );

        return ret;
    }
};

显然，如果 f 是 [](auto v){return true;}，则从 func 返回的结果向量将包含空元素（因为这些元素在添加到结果容器之前已被移动）。所以，我需要将可能的输入仿函数限制为 [](const auto& v){}.

我试过这样的事情：

static_assert(
        std::is_invocable_v<F, const T&>,
        "f's argument is not const reference"
    );

但是 func([](auto v){}) 不会触发断言，因为 T 在我的例子中是可复制的。 func([](auto& v){}) 也通过了测试，因为 auto 可以是 const T.

但我需要将可能的 lambda 限制为 func([](const auto& v){})。

Answer 1

您可能会编写特征（有其局限性），例如：

template <typename Sig> struct callable_traits;

template <typename Ret, typename ...Args>
struct callable_traits<Ret(*)(Args...)>
{
    using args = std::tuple<Args...>;
};
// add specialization for C-ellipsis too

template <typename Ret, class C, typename ...Args>
struct callable_traits<Ret(C::*)(Args...) const>
{
    using args = std::tuple<Args...>;
};
// add specialization for variant with C-ellipsis, cv-qualifier, ref-qualifier

template <class C>
struct callable_traits<C> : callable_traits<&C::operator()>{};

特征的限制：不处理模板化 operator()（对于通用 lambda），重载 operator().

然后

template <class T> struct my_struct{
    template <class F> void func(F f){
        static_assert(
               std::is_same_v<std::tuple<const T&>, typename callable_traits<F>::args>,
               "f's argument is not const reference"
            );

        // here goes some code which can possibly call f with rvalue
        // reference argument, so I want to avoid situation when the
        // argument object is moved or modified. I don't have control
        // over this code because it an STL algorithm.
    }
};

Answer 2

我可能误解了你想做什么，但正如我所读，你想接受一个可调用对象，然后将一些参数传递给它并保证参数不能改变（你不希望有人将参数接受为非常量左值引用或右值引用。如果是这样，那么 std::is_invocable 就足够了：

#include <type_traits> // for std::is_invocable
#include <functional> // for std::invoke

template <class parameter_t> struct my_struct {
    template <typename callable_t>
    void function(callable_t const &callable) requires (
        std::is_invocable<callable_t, parameter_t const &>::value
    ) {
        // . . .
        std::invoke(callable, parameter_t{});
        // . . .
    }
};

然后：

int main() {
    my_struct<int>{}.function([](int const&){}); // Fine
    my_struct<int>{}.function([](int){}); // Fine, a copy of the parameter is made when the lambda is invoked.
    my_struct<int>{}.function([](int &){}); // error: no matching member function for call to 'function'
    my_struct<int>{}.function([](int &&){}); // error: no matching member function for call to 'function'
}

（你可以玩一下here）

一个可能的问题是此方法确实允许制作副本，但如果主要目标是保护您持有的变量免受更改，这应该足够好。

P. S. 我知道我使用 c++20 requires 子句作为未来验证答案的一种方式，但是将它转换为 if constexpr、static_assert 或任何其他方式应该是微不足道的你喜欢

Answer 3

我终于通过以下方式实现了：


template <class T> struct my_struct{
    std::vector<T> collection;

    struct noncopyable_value_type : T{
        noncopyable_value_type(const noncopyable_value_type&) = delete;
        noncopyable_value_type& operator=(const noncopyable_value_type&) = delete;
    };

    template <class F> std::vector<T> func(F f){
        static_assert(
               std::is_invocable_v<F, noncopyable_value_type>,
               "f's argument must be const reference"
            );

        std::vector<T> ret;

        std::copy_if(
                std::make_move_iterator(this->collection.begin()),
                std::make_move_iterator(this->collection.end()),
                std::inserter(ret, ret.end()),
                f
            );

        return ret;
    }
};

但是，这里的问题仍然是它只适用于通用 lambda。

C++：静态断言仿函数的参数是常量引用

C++: static assert that functor's argument is const reference

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