从函数指针类型间接推导出的转发参数

Question

我想要一个函数，它接受指向函数的指针并转发函数指针类型本身给出的所有参数，如下所示：

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do1( RET(*ptr)(ARGS...), ARGS... args )
{
    (*ptr)(std::forward<ARGS>( args )...);
}

int main ()
{
    int i=4;

    Do1( &Ex1, i );
    Do1( &Ex2, i ); //fails!
    Do1( &Ex3, i+1 ); // fails
}

两个例子都需要调用的函数：

void Ex1( int i){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " " << i << std::endl; i=10;}
void Ex2( int& i){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " " << i << std::endl; i=20;}
void Ex3( int&& i){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " " << i << std::endl; i=30;}

在Ex2和Ex3的情况下它会失败，因为它尝试推断ARGS列表的类型两次并且结果不同。编译器抱怨：

main.cpp:57:22: error: no matching function for call to 'Do1(void (*)(int&), int&)'
         Do1( &Ex2, i ); //fails!
                      ^   
main.cpp:33:10: note: candidate: 'template<class RET, class ... ARGS> auto Do1(RET (*)(ARGS ...), ARGS ...)'
     auto Do1( RET(*ptr)(ARGS...), ARGS... args )
          ^~~ 
main.cpp:33:10: note:   template argument deduction/substitution failed:
main.cpp:57:22: note:   inconsistent parameter pack deduction with 'int&' and 'int'

之后，我尝试使用以下方法解决该问题，因为我只通过一次推导 ARGS 列表来提取类型，然后再次转发到中间 lambda，如下所示：

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do2( RET(*ptr)(ARGS...) )
{   
    return [ptr]( ARGS ... args )
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        (*ptr)(std::forward<ARGS>(args)...); 
    };
}   

int main ()
{   
    int i=4;

    Do1( &Ex1, i );
    Do1( &Ex2, i ); //fails!
    Do1( &Ex3, i+1 ); // fails

    Do2( &Ex1 )( i );
    std::cout << "now i: " << i << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    Do2( &Ex2 )( i );
    std::cout << "now i: " << i << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    Do2( &Ex3 )( i+1 );
    std::cout << "now i: " << i << std::endl;
    std::cout << std::endl;
}

问：有什么方法可以修复第一种方法以摆脱这里的中间 lambda？如果没有，中间 lambda 的解决方案是否设计得“好”，尤其是所有“转发”的东西，这样我就不会创建一些副本或其他意外行为？

编辑： 这只是一个简化的例子。我不打算写一份std::invoke。所以在我的真实世界代码中，Do 方法本身还有很多事情要做。

从函数指针类型中获取所需类型很重要，因为我必须在Do 中执行一些检查，这些检查与函数指针提供的类型相关，而 not 来自给定我从用户代码向Do 方法提供的附加参数。

Answer 1

问：有什么方法可以修复第一种方法，以摆脱这里的中间 lambda？

我建议只接受可调用的ptr 作为一种类型

template < typename F, typename ... ARGS >
auto Do1( F func, ARGS && ... args )
 {
    func(std::forward<ARGS>( args )...);
 }

这样，您的Do1() 就完全避免了双重不同的推导问题，并且也适用于其他类型的可调用对象（例如：不能简单地转换为函数指针的通用 lambda）。

否则你可以截取两个参数类型的可变参数列表

template < typename RET, typename ... AS1, typename ... AS2 >
auto Do1( RET(*ptr)(AS1...), AS2 && ... args )
 {
   (*ptr)(std::forward<AS2>( args )...);
 }

Answer 2

问：有什么方法可以修复第一种方法，以摆脱这里的中间 lambda？

您可以将第二个参数更改为不可演绎：

template <typename T>
struct non_deducible {
    using type = T;  
};
template <typename T>
using non_deducible_t = typename non_deducible<T>::type;

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do1( RET(*ptr)(ARGS...), non_deducible_t<ARGS>... args );

Demo

中间 lambda 的解决方案是否设计得“好”，尤其是所有“转发”的东西，这样我就不会创建一些副本或其他意外行为？

你做了额外的移动构造，所以对于void Ex1(std::array<int, 5>)，你复制了两次std::array。 解决方案是转发参考：

template < typename RET, typename ... ARGS >
auto Do2( RET(*ptr)(ARGS...) )
{   
    return [ptr](auto&& ... args )
    -> decltype((*ptr)((decltype(args)(args))...))
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        (*ptr)((decltype(args)(args))...); 
    };
}

简单的替代方案是：

template < typename Ret, typename ... Ts, typename ... Args >
auto Do1( Ret(*ptr)(Ts...), Args&& ... args)
{
    (*ptr)(std::forward<Args>(args)...);
}

甚至

template < typename Func, typename ... Args >
auto Do1(Func f, Args&& ... args)
{
    f(std::forward<Args>(args)...);
}

您可能还有一些function_traits 可以查看Func。