模板回调的包装器？

Question

立即回调

考虑以下示例：

template <typename lambda> void call_me_back(const lambda & callback)
{
    // Very complicated calculation to find the meaning of everything

    callback(42);
}

int main()
{
    call_me_back([](const int & value)
    {
        std :: cout << value << std :: endl;
    });
}

在这里，我为call_me_back 提供了一个接受int 的lambda。 call_me_back 在经过长时间的计算后调用 callback，然后 callback 将其打印出来。像蛋糕一样简单。

现在，假设根据执行情况，call_me_back 需要使用 int 或其他类型调用 callback。我们可以将前面的示例编辑为

template <typename lambda> void call_me_back(const lambda & callback)
{
    // Very complicated calculation to find the meaning of everything

    if(rand() % 2)
        callback(42);
    else
        callback("Kill all the humans.");
}

int main()
{
    call_me_back([](const auto & value)
    {
        std :: cout << value << std :: endl;
    });
}

到目前为止一切顺利。现在callback 可以做各种花样并根据其类型处理value。

延迟回调

现在，回到第一个例子。假设call_me_back 尚未准备好立即使用int 调用callback。然而，它可以做的是将callback 存储到某个地方，然后再调用它。

例如：

std :: function <void(const int &)> the_callback;

template <typename lambda> void call_me_back(const lambda & callback)
{
    the_callback = callback;
}

void ready_to_answer()
{
    the_callback(42);
}

int main()
{
    call_me_back([](const auto & value)
    {
        std :: cout << value << std :: endl;
    });
}

现在，call_me_back 不是立即调用callback，而是将callback 存储在std :: function <void(const int &)> 对象中（我知道，它在全局范围内，请耐心等待）。然后可能会发生很多事情，并且在某些时候有人可以调用ready_to_answer，它会检索先前存储的回调并调用它。例如，ready_to_answer 可以被另一个线程调用，但是有很多原因需要这样的范例，回调可以存储并在以后调用。

问题

如果我想实现第二个示例，但回调有延迟怎么办？。我似乎无法理解这一点。

我可以想象std :: function 是使用接受某些特定类型的虚拟调用运算符实现的。 std :: function 然后包装一个指向模板包装类的指针/引用，该模板包装类存储实际的 lambda 并通过将其参数转发到它正在存储的 lambda 来实现调用运算符。好，易于。 但我不能有模板虚方法！

我尝试过想出各种解决方案，但找不到任何可行的方法。这真的不可能吗？是否不可能有一些外部提供的 lambda 接受存储在某处的 const auto & 参数，然后再调用它？

Answer 1

你是对的，无限类型的集合是不可能的，但是如果你提前知道所有类型，你就可以做到：

std :: function <void(const std :: variant<int, std :: string> &)> the_callback;

template <typename lambda> void call_me_back(const lambda & callback)
{
    the_callback = [callback](const auto & arg)
    {
        std :: visit(callback, arg);
    };
}

template <typename T> void ready_to_answer(const T & x)
{
    the_callback(x);
}

int main()
{
    call_me_back([](const auto & value)
    {
        std :: cout << value << std :: endl;
    });

    if (std :: rand() % 2)
    {
        ready_to_answer(42);
    }
    else
    {
        ready_to_answer("Hi!");
    }
}

Answer 2

在第二个示例中，您没有传递函数，而是使用两个方法 operator()(int) 和 operator(char const (&)[..]) 传递对匿名 lambda 对象的引用。因此，要存储这种回调，您需要复制 lambda 对象或存储特定的回调方法，即使用多个具有相应签名的 ::std::function。实际上为这两种情况显式传递两个回调会更清楚。

std::function< void (int) > delalyed_int_cb;
std::function< void (const char *) > delalyed_str_cb;

template< typename callable_taking_int, typename callable_taking_string > void
call_me_back(callable_taking_int && int_cb, callable_taking_string && str_cb)
{
    delalyed_int_cb = std::forward< callable_taking_int >(int_cb);
    delalyed_str_cb = std::forward< callable_taking_str >(str_cb);
    ...
}

void
ready_to_answer()
{
    if(rand() % 2)
    {
        delalyed_int_cb(42);
    }
    else
    {
        delalyed_str_cb("Kill all the humans.");
    }
}

Answer 3

您可以实现一个为您存储 lambda 的类模板。

#include<iostream>

template<typename L>
struct Telephone
{
    L l;

    Telephone(L l) : l{std::move(l)} {}

    template<typename... Args>
    decltype(auto) ready_to_answer(Args&&... args)
    {
        return l(std::forward<Args>(args)...);   
    }
};

template<typename L>
auto call_me_back(L&& l)
{
    return Telephone<std::decay_t<L>>(std::forward<L>(l));
}

int main()
{
    auto telephone = call_me_back([](auto x){ std::cout << x << std::endl; });
    telephone.ready_to_answer(42);
    telephone.ready_to_answer("Kill all the humans.");
}

这有一个缺点，Telephone 在 lambda 上被模板化，并且每个 lambda 的类型都不同。

如果您事先知道函数签名是什么样的，您可以让Telephone 继承自一个公共基类并拥有虚拟的非模板方法。

对Telephone 进行一些自动构建和管理，您基本上实现了另一个std::function，但带有自定义签名

struct Phone
{
    // all Telephone<L> inherits from Phone and have these methods

    virtual void ready_to_answer(int) = 0;
    virtual void ready_to_answer(const char*) = 0;
};

struct Spouse
{
    std::unique_ptr<Phone> phone;

    template<typename L>
    Spouse(L&& l) : phone{ new Telephone<std::decay_t<L>>{std::forward<L>(l)} } {}

    void ready_to_answer(int i) { phone->ready_to_answer(i); }
    void ready_to_answer(const char* str) { phone->ready_to_answer(str); }
};

---

编辑：我继续实现了std::function 的增强版本，它接受任意数量的签名，因此您可以编写

function<void (int), void (std::string)> callback =
    [](auto x){std::cout << x << std::endl;};

callback(42);
callback("Kill all humans!");

Live

可以说实现不是微不足道的，这里解释的有点太多了。