在没有 lambda 的情况下将模板化函数作为方法参数传递？答案

【问题标题】：Passing a templated function as method argument without lambdas?在没有 lambda 的情况下将模板化函数作为方法参数传递？
【发布时间】：2021-10-03 22:01:28
【问题描述】：

我确实希望能够在不声明 lambda 的情况下使用 extFunction 或 std::max 或 std::min 作为 square 方法的参数：

template<typename T>
T extFunction(T a, T b)
{
    return a;
}

class Stuff
{
public:
    template <typename F>
    int square(int num, int num2, F&& func) 
    {
        return func(num, num2);
    }
};

int main()
{
    Stuff s;
    std::cout << s.square(1, 2, std::max<int>) << std::endl;
    return 0;
}

但是编译器 (gcc 11.1) 告诉我：

函数不明确：“无法推断模板参数'F'”

有没有一种简单的方法可以在没有 lambda 的情况下做到这一点？

编辑：

也许展示如何使用 lambdas 做到这一点会很有趣：

std::cout << s.square(1,2,[](auto&& a, auto&& b){return std::max(a,b);}) << std::endl;
    
std::cout << s.square(1,2,[](auto&& a, auto&& b){return std::min(a,b);}) << std::endl;
    
std::cout << s.square(1,2,[](auto&& a, auto&& b){return extFunction(a,b);}) << std::endl;

输出：

Program returned: 0
Program stdout

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【问题讨论】：

std::max<int> 有几个重载，const int&(*)(const int&, const int&) 和 int (*) (std::initializer_list<int>)。
为什么要这样做？是好奇还是潜意识的要求？
@JeffGarrett 我有两种算法要执行，它们是相同的，除了一个需要一组值的最大值，另一个需要最小值。显然我不想把算法写两次，因为区别只是调用一个函数或另一个。

标签： c++ templates lambda function-pointers function-templates

【解决方案1】：

您不应该获取标准库函数的地址。详细请看这里：

Can I take the address of a function defined in standard library?

因此，除了将std::max 打包到函数对象（即 lambda、函子）或函数中之外，没有其他简单的方法。

【讨论】：

【解决方案2】：

std::max 和std::min 的问题在于它们是模棱两可，正如您所见here。有几个重载，你必须告诉你的编译器你想使用哪一个。

在现代 C++ 中，您实际上会将希望的重载包装到 lambda 或 functor 中。
如果由于某种原因您遇到无法使用 lambda 的遗留代码（例如 C++03），您可以执行 static_cast 来告诉编译器使用哪个重载如下
```
template <typename F, typename... Args>
auto func(F f, Args... args) {
  return f(args...);
}

int main() {
  std::cout << func(static_cast<double const&(*)(double const&, double const&)>(std::max), 3.0, 2.0) << std::endl;
  return EXIT_SUCCESS;
}
```
Try it here!

正如用户 JeJo 已经提到的，这被认为是 不好的做法（自 C++20 起），可能会导致未指定的 (not undefined!) 行为，因为 std::min 和 std::max 是不可寻址。他所指的标准部分是最近才在基于this draft 的C++20 中引入的。可以在here 找到用户 Barry 的另一篇帖子。

【讨论】：

您可以从其他答案的链接中阅读，您的解决方案将是 UB 用于（不允许）std 函数。
@Jarod42 这部分标准仅在 this draft 之后的 C++20 中引入，并且行为只是未指定而不是未定义。我添加了相应的备注。

【解决方案3】：

在 C++ 中，当您想要传递一个可调用对象时，它是多态的，因为它具有多个潜在的签名，最好的方法是将它包装在一个对象中。重载集不是一等公民。不过有proposals。

当可调用对象是您提供给用户的东西时，可以直接将其定义为对象：

inline constexpr auto extFunction = []<typename T>(T a, T b) -> T {
     return a;
};

当你有一个重载集时，你必须包装它。这很烦人，但您可以使用宏来减少样板：

#define FWD(x) static_cast<decltype(x)&&>(x)
#define RETURNS(expr) noexcept(noexcept(expr)) -> decltype(expr) { return expr; }
#define OVERLOADS_OF(name) [&](auto&& ...args) RETURNS(name(FWD(args)...))

您的示例如下所示：

std::cout << s.square(1, 2, OVERLOADS_OF(std::max)) << std::endl;        
std::cout << s.square(1, 2, OVERLOADS_OF(std::min)) << std::endl;
std::cout << s.square(1, 2, extFunction) << std::endl;

为了完整起见，在相当狭窄的情况下，接收者还可以定义函数指针重载：

int square(int num, int num2, int (*func)(int, int));
s.square(1, 2, extFunction); // now works

模板推导是从函数指针开始的，所以extFunction的模板参数被推导出来。

正如其他答案中提到的，对于标准库，您要避免依赖大多数标准库函数的特殊性，因为标准只承诺您可以调用它们而不保证它们的形式。

【讨论】：