创建一个带有任何签名的“无所事事”`std::function`？答案

【问题标题】：Create a "do-nothing" `std::function` with any signature?创建一个带有任何签名的“无所事事”`std::function`？
【发布时间】：2015-07-07 16:56:38
【问题描述】：

我想创建一个带有任意签名的简单无操作 std::function 对象。为此，我创建了两个函数：

template <typename RESULT, typename... ArgsProto>
  std::function<RESULT(ArgsProto...)> GetFuncNoOp()
  {
    // The "default-initialize-and-return" lambda
    return [](ArgsProto...)->RESULT { return {}; };
  }

template <typename... ArgsProto>
  std::function<void(ArgsProto...)> GetFuncNoOp()
  {
    // The "do-nothing" lambda
    return [](ArgsProto...)->void {};
  }

这些都足够好（显然第一个版本可能会在RESULT 对象中创建未初始化的数据成员，但实际上我认为这不会有太大问题）。但是第二个，void-returning 版本是必要的，因为return {}; never 返回void（这将是一个编译错误），它不能写成模板专业化第一个是因为初始签名是可变的。

所以我不得不在这两个函数之间进行选择，只实现一个，或者给它们不同的名字。但我真正想要的只是轻松地初始化std::function 对象，这样，当被调用时，它们除了抛出异常之外什么都不做。这可能吗？

注意the default constructor of std::function does not do what I want。

【问题讨论】：

std::function< std::string const&() > 是该技术失败的一个例子（实际上，不能失败）。
@Yakk 对，因为（当然）“无操作”函数不可能返回引用，因为它可能返回对什么的引用？
static T; return T; ;)
@Yakk 哦，对，当然。可以通过返回 static anything instance{} 之类的内容将其应用于您的解决方案吗？
@MSalters 而不是 =delete 在编译时捕获错误。一个总是抛出的函数似乎是一个不好的函数来存储在某个地方！

标签： c++ c++11 lambda variadic-templates std-function

【解决方案1】：

你太拘泥于牙套了。

template <typename RESULT, typename... ArgsProto>
std::function<RESULT(ArgsProto...)> GetFuncNoOp()
{
  // && avoids unnecessary copying. Thanks @Yakk
  return [](ArgsProto&&...) { return RESULT(); }; 
}

【讨论】：

哦，我没有意识到void() 可以以这种方式“初始化”。那里到底发生了什么？和return;有什么不同吗？
@KyleStrand 没什么不同。 void() 是 void 类型的纯右值，仅此而已。
....我注意到 RESULT{} 的行为不一样。 “通用”初始化语法的另一个问题？
@KyleStrand 是的。 void() 很好； void{} 不是。不知道他们为什么这样做。

【解决方案2】：

我不喜欢指定签名。

假设您有一个std::function 实现，其中std::function<void()> 可以接受int(*)() 类型的函数指针，这是一个非类型擦除noop 对象，可以转换为任何std::function：

struct noop {
  struct anything {
    template<class T>
    operator T(){ return {}; }
    // optional reference support.  Somewhat evil.
    template<class T>
    operator T&()const{ static T t{}; return t; }
  };
  template<class...Args>
  anything operator()(Args&&...)const{return {};}
};

如果您的std::function 不支持该转换，我们添加：

  template<class...Args>
  operator std::function<void(Args...)>() {
    return [](auto&&...){};
  }

假设您的 std::function 对 SFINAE 友好，那么它应该可以处理这种情况。

live example.

要使用，只需使用noop{}。如果你真的需要一个返回 noop 的函数，请执行inline noop GetFuncNoop(){ return{}; }。

这样做的一个附带好处是，如果您将 noop 传递给非类型擦除操作，我们不会因为什么都不做而获得毫无意义的 std::function 开销。

引用支持是邪恶的，因为它创建了一个全局对象并在各处传播对它的引用。如果调用了一个std::function<std::string&()>，并且修改了生成的string，则修改后的字符串将在任何地方使用（并且在使用之间没有任何同步）。再加上不告诉任何人就分配全球资源似乎很粗鲁。

我只需要 =delete operator T& 的情况，并生成编译时错误。

【讨论】：

嗯。指定签名确实是 T.C. 对我的解决方案更正的一个非常烦人的问题，所以我更喜欢这个，但我不太明白。为什么anything::()<void> {return {}; }（即anything::()到void的特化）不会导致编译错误，因为return {};不能用于返回void？
另外，您是否介意将reference-returning 版本放回您的答案中，并简要说明您为什么认为它是“邪恶的”（或危险的或其他）？
@KyleStrand std::function<void()> 在现代实现中从不尝试将传入对象的返回值转换为void。所以返回的anything 就被丢弃了。现在添加了返回引用的anything 的一些邪恶，我使它工作（原始版本不起作用，需要对const 进行一些技巧才能使其正常工作）。 noop 总是返回anything。 anything 可以转换为任何东西，这使它可以匹配任何std::function 签名的返回值要求。
太棒了。我将operator T&() 更改为返回T const&（并将static T t 更改为static const T t），这提供了一些安全性，并且对于无操作功能来说，这可能已经足够好了。
....anything::() 重载如何消除歧义？ noop::() 永远不会返回 const，但一切似乎都按预期工作（尽管我预计实际的打印操作是未定义的行为）：coliru.stacked-crooked.com/a/5831256cb7e60d22

【解决方案3】：

template <class T> struct dummy {
  static auto get() -> T { return {}; }
};
template <> struct dummy<void> {
  static auto get() -> void {}
};

template <typename RESULT, typename... ArgsProto>
std::function<RESULT(ArgsProto...)> GetFuncNoOp()
{
  return [](ArgsProto...)->RESULT { return dummy<RESULT>::get(); };
}

但是...@T.C.解决方案更加优雅。只是想展示另一种方法，它可以应用于任何你需要专门化某事物的“一部分”的地方。

【讨论】：