参数列表中间的可变模板参数

Question

我正在尝试指定一个将泛型函数作为参数的函数。函数定义如下：

template <typename TRet, typename... TsArgs>
using Fun = TRet (*)(TsArgs...);

如何指定一个以该泛型函数为参数的泛型函数？我试过这个：

template<typename TRet, typename... TsArgs, Fun<TRet, TsArgs...> F>
TRet wrap(TsArgs... args) {
  return F(args...);
}

包装这个函数：

bool foo(int x, double y) {
    return x < y;
}

像这样：

Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double, foo>;

但是，不幸的是，这并不能编译。 gcc 8.1 有以下错误信息：

<source>:16:35: error: no matches converting function 'wrap' to type 'Fun<bool, int, double>' {aka 'bool (*)(int, double)'}
     Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double, foo>;
                                   ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

而clang 6出现如下错误：

<source>:16:35: error: address of overloaded function 'wrap' does not match required type 'bool (int, double)'
    Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double, foo>;
                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

但是，如果我用int, double 替换TsArgs，就像foo() 的签名一样，它编译得很好，让我相信在参数列表中间有这些可变参数模板参数不会按我的预期工作。否则我怎么能实现我的目标？

这是 MCVE：

template <typename TRet, typename... TsArgs>
using Fun = TRet (*)(TsArgs...);

template<typename TRet, typename... TsArgs, Fun<TRet, TsArgs...> F>
TRet wrap(TsArgs... args) {
    return F(args...);
}

bool foo(int x, double y) {
    return x < y;
}

int main() {
    Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double, foo>;
    return 0;
}

Answer 1

如果你可以使用C++17，你可以使用auto作为模板参数。

这可以大大简化我之前的回答。

或者更好：简化包装器的使用。

如果你定义一个wrapHelper结构如下

template <typename T, T>
struct wrapHelper;

template <typename TRet, typename... TsArgs, Fun<TRet, TsArgs...> F>
struct wrapHelper<Fun<TRet, TsArgs...>, F>
 {
   static TRet func (TsArgs ... args)
    { return F(args...); }
 };

你可以写wrapper，使用auto，如下

template <auto X>
struct wrap : public wrapHelper<decltype(X), X>
 { };

这样就不需要解释返回类型（TRet）和参数类型（TsArgs...）：它们是从foo推导出来的（在wrapHelper中）。

所以，而不是

Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double>::func<foo>;

你必须写

Fun<bool, int, double> func = wrap<foo>::func;

也可以

auto func = wrap<foo>::func;

以下是完整的编译示例

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename TRet, typename... TsArgs>
using Fun = TRet (*)(TsArgs...);

bool foo(int x, double y)
 { return x < y; }

template <typename T, T>
struct wrapHelper;

template <typename TRet, typename... TsArgs, Fun<TRet, TsArgs...> F>
struct wrapHelper<Fun<TRet, TsArgs...>, F>
 {
   static TRet func (TsArgs ... args)
    { return F(args...); }
 };

template <auto X>
struct wrap : public wrapHelper<decltype(X), X>
 { };

int main()
 {   
   auto func { wrap<foo>::func };

   static_assert( std::is_same<decltype(func), Fun<bool, int, double>>{} );

   std::cout << func(1, 2.0) << std::endl;
 }

Answer 2

也许您可以分两步制作wrap：(1) 接收TRet 和TArgs... 模板参数的模板结构和(2) 接收Fun<TRet, TsArgs...> 模板参数的模板静态func() 函数.

如下

template <typename TRet, typename... TsArgs>
struct wrap
 {
   template <Fun<TRet, TsArgs...> F>
   static TRet func (TsArgs ... args)
    { return F(args...); }
 };

你可以这样使用

Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double>::func<foo>;

以下是一个完整的工作示例

#include <iostream>

template <typename TRet, typename... TsArgs>
using Fun = TRet (*)(TsArgs...);

template <typename TRet, typename... TsArgs>
struct wrap
 {
   template <Fun<TRet, TsArgs...> F>
   static TRet func (TsArgs ... args)
    { return F(args...); }
 };

bool foo(int x, double y)
 { return x < y; }

int main()
 {
   Fun<bool, int, double> func = wrap<bool, int, double>::func<foo>;

   std::cout << func(1, 2.0) << std::endl;
 }