为什么不接受具有默认分配参数的函数作为 0-arg 生成器？

Question

以下代码尝试使用ns::generateInt() 作为Generator 的参数std::generate_n()：

// main.cpp

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <ctime>

static int _tmp = ( srand( time( NULL ) ), 0 );

namespace ns
{

  int generateInt( int offset = 0 )
  {
    return offset + rand() % 128;
  }

}

int main( int argc, char* argv[] )
{
  std::vector<int> v;
  int tmp = ns::generateInt(); // Fine to call ns::generateInt() w/ 0 args

  std::generate_n( std::back_inserter( v ),
                   5,
                   ns::generateInt ); // Not accepted as 0-arg Generator
  return 0;
}

此代码生成以下编译错误：

$ g++ --version && g++ ./main.cpp
g++ (GCC) 9.2.1 20190827 (Red Hat 9.2.1-1)
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

In file included from /usr/include/c++/9/algorithm:62,
                 from ./main.cpp:4:
/usr/include/c++/9/bits/stl_algo.h: In instantiation of ‘_OIter std::generate_n(_OIter, _Size, _Generator) [with _OIter = std::back_insert_iterator<std::vector<int> >; _Size = int; _Generator = int (*)(int)]’:
./main.cpp:26:36:   required from here
/usr/include/c++/9/bits/stl_algo.h:4493:18: error: too few arguments to function
 4493 |  *__first = __gen();
      |             ~~~~~^~

我知道std::generate_n() 签名接受一个接受0 个参数的Generator 函数/函子，但ns::generateInt() 的参数有一个默认值；如上所示，在非模板代码中，我可以不带参数调用ns::generateInt()。

如果对上述代码所做的唯一更改是这样...

  int generateInt( /*int offset = 0*/ )
  {
    return /*offset +*/ rand() % 128;
  }

...然后它编译就好了：

$ g++ ./main.cpp
$

从编译器的角度来看这里发生了什么？我的默认参数生成器函数是 invokable 有 0 个参数，所以 为什么它不能用作 @ 987654332@ 参数到std::generate_n()？

Answer 1

仅仅因为generateInt()有一个默认参数值并不会改变它有一个参数的事实，你可以在错误消息中看到：

_Generator = int (*)(int)

默认参数值不是函数类型的一部分。

当您直接调用generateInt() 时，编译器知道generateInt() 的完整声明，因此它知道它可以允许您省略默认参数值。

但是，在std::generate_n() 内部，编译器不知道_Generator __gen 输入参数指向您的generateInt() 函数。它只知道__gen 指向某个函数，该函数的类型接受int 参数，任何关于默认值的知识都会丢失。由于std::generate_n() 没有在对__gen() 的调用中提供该参数值，因此会出现编译器错误。

std::generate_n() 的Generator 模板参数需要一个不带参数的Callable 类型。因此，唯一您可以将 1 参数 generateInt() 原样与 std::generate_n() 一起使用的方式是将其包装在 0 参数 lambda 或仿函数中，例如：

std::generate_n( std::back_inserter( v ),
                   5,
                   []{ return ns::generateInt(/*0*/); } );

struct genInt
{
    int operator()(){ return ns::generateInt(/*0*/); }
};

std::generate_n( std::back_inserter( v ),
                   5,
                   genInt() );

Answer 2

来自std::generate_n的参考：

g - 将被调用的生成器函数对象。 函数的签名应该等价于：

Ret fun();

注意它说 签名 必须是 Ret fun();，not 参数是 invokable 有 0 个参数。

您可以很容易地将调用包装在 lambda 中，以免更改 ns 中的代码：

std::generate_n(std::back_inserter(v),
                5,
                [] { return ns::generateInt(); }); 

Answer 3

默认参数不会改变函数的签名。签名仍然包含具有默认值的参数类型。如果一个函数的参数是指向另一个不需要参数的函数的指针，但该参数被赋予了一个指向一个确实带参数的函数的指针（有或没有默认值），那么你就有了类型不匹配。