std::bind 到包含多个 std::function 类型的 std::variant

Question

我正在玩回调函数，并希望通过std::bind 注册多个签名不同的函数（尽管它们都返回void）。将std::bind 的结果分配给std::variant 会导致“转换为非标量类型”错误。是歧义错误吗？我可以向编译器提供更多信息吗？

删除std::bind（允许分配）不是一个选项，因为我希望使用一些注册回调

template <typename Function, typename... Args>
void register(Function &&f, Args &&... args)
{
    variant_of_multiple_func_types = std::bind(f, args...);
}

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例如：

std::variant<std::function<void()>, int> v = std::bind([]() noexcept {});

有效，但是

std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v = std::bind([]() noexcept {});

没有，虽然我希望它编译成包含 std::function<void()> 的 std::variant。

我在 GCC 7.4.0 中使用-std=c++17 收到以下编译错误：

error: conversion from ‘std::_Bind_helper<false, main(int, char**)::<lambda()> >::type {aka std::_Bind<main(int, char**)::<lambda()>()>}’ to non-scalar type ‘std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)> >’ requested
     std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v = std::bind([]() noexcept {});

Answer 1

std::bind 返回一个未指定的对象，该对象满足某些要求，但不允许基于签名区分函数类型。初始化

std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v =
    std::bind([]() noexcept {});

只是模棱两可，和

一样

std::variant<int, int> v = 42; // Error, don't know which one

您可以明确说明您打算实例化的类型，例如

std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v =
    std::function<void()>{std::bind([]() noexcept {})};

这需要一些类型别名，但基本上可以。更好的选择可能是避免使用std::bind，而是使用 lambdas。示例：

template <typename Function, typename... Args>
void registerFunc(Function &&f, Args &&... args)
{
    variant_of_multiple_func_types =
       [&](){ std::forward<Function>(f)(std::forward<Args>(args)...); };
}

Answer 2

原因是std::bind 导致与std::function 不同的类型（它是未指定/可调用类型）- 所以在可转换时- 它是模棱两可的。

Answer 3

std::bind 的一个特点是它对 extra 参数的作用。考虑：

int f(int i) { return i + 1; }
auto bound_f = std::bind(f, 42);

bound_f() 调用f(42) 得到43。但是也是bound_f("hello") 和bound_f(2.0, '3', std::vector{4, 5, 6}) 给你43 的情况。调用站点上没有关联占位符的所有参数都将被忽略。

这里的意义在于is_invocable<decltype(bound_f), Args...>对于Args...的所有类型集合都为真

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回到你的例子：

std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v =
    std::bind([]() noexcept {});

右边的绑定很像前面的bound_f。它可以用 any 组参数调用。它可以不带参数调用（即它可以转换为std::function<void()>），它可以用int 调用（即它可以转换为std::function<void(int)>）。也就是说，变体的两种选择都可以从绑定表达式中构造出来，我们无法区分其中一种。他们都只是转换。因此，模棱两可。

我们不会对 lambdas 有这个问题：

std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v =
    []() noexcept {};

这很好用，因为 lambda 只能在没有参数的情况下调用，所以只有一种选择是可行的。 Lambda 不只是丢弃未使用的参数。

这概括为：

template <typename Function, typename... Args>
void register(Function &&f, Args &&... args)
{
    variant_of_multiple_func_types =
        [f=std::forward<Function>(f), args=std::make_tuple(std::forward<Args>(args)...)]{
            return std::apply(f, args);
        });
}

虽然如果您想在此处实际传递占位符，这是行不通的。这实际上取决于您更大的设计，这里可能是正确的解决方案。

Answer 4

你可以使用 c++20 std::bind_front 它会编译：

#include <functional>
#include <variant>

int main()
{
    std::variant<std::function<void()>, std::function<void(int)>> v = std::bind_front([]() noexcept {});
    std::get<std::function<void()>>(v)();
}

Live demo

根据cppreference：

此函数旨在替换std::bind。与std::bind 不同，它不支持任意参数重新排列，并且对嵌套的绑定表达式或std::reference_wrappers 没有特殊处理。另一方面，它关注调用包装对象的值类别，并传播底层调用操作符的异常规范。