是否可以使用成员函数调用作为默认参数？

Question

这是我的代码：

struct S
{
   int f() { return 1; }
   int g(int arg = f()) { return arg; }
};

int main()
{
    S s;
    return s.g();
}

编译失败，报错：

error: cannot call member function 'int S::f()' without object

尝试this->f() 也不起作用，因为this 可能无法在这种情况下使用。

有没有办法让它工作，仍然使用默认参数？

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当然，完全不使用默认参数也可以解决这个问题：

int g(int arg) { return arg; }
int g() { return g(f()); }

但是考虑到在“真实代码”中arg 之前有更多参数，以及遵循此模式的几个函数，这就变得冗长了。 （如果一个函数中有多个默认参数，那就更丑了）。

注意。 This question 起初看起来很相似，但实际上他在问如何形成闭包，这是一个不同的问题（并且链接的解决方案不适用于我的情况）。

Answer 1

只有static 的成员才能使用。来自 C++11 标准草案 (n3299)，第 8.3.6/9 节：

同样，一个非静态成员不能在默认参数中使用，即使它没有被评估，除非它作为类成员访问表达式的 id-expression (5.2. 5) 或者除非是 用于形成指向成员的指针 (5.3.1)。

例如，这有效：

struct S {
  static int f() { return 1; }
  int g(int arg = f()) { return arg; }
};

int main()
{
  S s;
  return s.g();
}

这也有效（我认为这就是第一个表达式的意思）：

struct S {
  int f() { return 42; }
  int g(int arg);
};

static S global;

int S::g(int arg = global.f()) { return arg; }

int main()
{
  S s;
  return s.g();
}

至于this，确实是不允许的（§8.3.6/8）：

关键字this不得用于成员函数的默认参数。

cppreference.com 上的default arguments 页面有很多关于该主题的详细信息——它可能变得相当复杂。

Answer 2

如果允许您使用 C++17 中的实验性功能，您可以使用 STL 中的std::optional（有关详细信息，请参阅here）。

换句话说：

int g(std::optional<int> oarg = std::optional<int>{}) {
    int arg = oarg ? *oarg : f();
    // go further
}

编辑

根据 cmets 的建议，上面的代码在逻辑上应该等同于下面的代码：

int g(std::optional<int> oarg = std::optional<int>{}) {
    int arg = oarg.value_or(f());
    // go further
}

这个更具可读性（不是吗？），但请注意它在任何情况下都会执行f。
如果那个功能很昂贵，也许不值得。

Answer 3

我添加另一个答案，它与上一个完全不同，可以解决您的问题。
这个想法是使用另一个类以及显式和非显式构造函数的正确组合。
它遵循一个最小的工作示例：

#include <functional>
#include <iostream>

template<class C, int(C::*M)()>
struct Arg {
    std::function<int(C*)> fn;
    Arg(int i): fn{[i](C*){ return i; }} { } 
    explicit Arg(): fn{[](C* c){ return (c->*M)(); }} { }
};

struct S {
    int f() { return 1; }
    int h() { return 2; }
    void g(int arg0,
          Arg<S, &S::f> arg1 = Arg<S, &S::f>{},
          Arg<S, &S::h> arg2 = Arg<S, &S::h>{})
    {
        std::cout << "arguments" << std::endl;
        std::cout << "arg0: " << arg0 << std::endl;
        std::cout << "arg1: " << arg1.fn(this) << std::endl;
        std::cout << "arg2: " << arg2.fn(this) << std::endl;
    }
};

int main() {
    S s{};
    s.g(42, 41, 40);
    s.g(0);
}

该示例显示了如何混合使用默认参数和非默认参数。
修改它并让g 成为一个具有空参数列表的函数非常简单，就像在原始问题中一样。
我也很确定可以改进示例并以更好的方式结束，无论如何这应该是一个很好的起点。

它遵循问题中应用于原始示例的解决方案：

#include <functional>

template<class C, int(C::*M)()>
struct Arg {
    std::function<int(C*)> fn;
    Arg(int i): fn{[i](C*){ return i; }} { } 
    explicit Arg(): fn{[](C* c){ return (c->*M)(); }} { }
};

struct S {
    int f() { return 1; }
    int g(Arg<S, &S::f> arg = Arg<S, &S::f>{}) {
        return arg.fn(this);
    }
};

int main() {   
    S s{}; 
    return s.g();
}

仅此而已，即使没有static 方法或全局变量，也可以这样做。
当然，我们可以以某种方式使用我们的 this。这是一个稍微弯曲语言的问题......