使用可变参数模板内的 std::bind 完美转发引用

Question

我偶然发现了我的代码中的一个错误，我将其追溯到std::bind 的参数“...are never passed by reference unless wrapped in std::ref or std::cref”。

我有什么

我有一个看起来像这样的函数模板（去掉了不相关的部分）：

template<typename F, typename ... Args>
auto eval(F&& _f, Args&&... _args)
{
    using ret_t = typename std::result_of<F&&(Args&&...)>::type;

    std::function<ret_t()> func(std::bind(std::forward<F>(_f), std::forward<Args>(_args)...)));
    // Etc.
}

到目前为止一切都很好，但是如果函数_f 将引用作为参数，因为除非包含在std::ref 或std::cref 中，否则参数会被复制或移动，这会失败。

我想要什么

一种将参数作为对_f 的引用传递的方法，同时尽可能保持完美转发。我非常希望通过在原点将std::ref 包装在_args 中来避免传递每个_args。相反，我希望在 eval() 中自动找出引用。

我尝试过的

当binding _args 似乎有效时，使用std::ref 而不是std::forward：

template<typename F, typename ... Args>
auto eval(F&& _f, Args&&... _args)
{
    using ret_t = typename std::result_of<F&&(Args&&...)>::type;

    // Replace std::forward<Args>() with std::ref()
    std::function<ret_t()> func(std::bind(std::forward<F>(_f), std::ref(_args)...))); 
    // Etc.
}

但我不知道右值引用的行为如何。始终使用std::ref 是否安全？是不是矫枉过正？我还有完美的转发吗？问题比比皆是。

我也考虑过用通用 lambda 替换 std::bind，但我不确定如何捕获参数以实现完美转发。

任何见解都将不胜感激。

Answer 1

始终使用std::ref 是否安全？

这和正常使用引用一样安全。所以在这种情况下，如果func 没有超过函数eval()，那么它是安全的。即使我传入右值，引用也不会悬空。但是，如果您需要在某处存储func，那么这是悬挂引用的秘诀。

您想要做的是有条件地将它们包装为引用。一种方法是为左值和右值提供两个重载：

template <class T> std::reference_wrapper<T> maybe_wrap(T& val) { return std::ref(val); }
template <class T> T&& maybe_wrap(T&& val) { return std::forward<T>(val); }

左值变成引用包装器，右值保留为右值引用。现在：

std::function<ret_t()> func(std::bind(std::forward<F>(_f), 
    maybe_wrap(std::forward<Args>(_args))...)); 

是安全的。

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请注意，绑定表达式的调用方式与您确定返回类型的方式并不完全匹配。所有绑定的参数都作为左值传递，所以你真正需要的是：

using ret_t = typename std::result_of<F&(Args&...)>::type;
//                                    ^^^^^^^^^^^

您也可以将其替换为 lambda，由于捕获参数包的方法有限，这很尴尬。你必须通过一个元组并实现std::apply()（这在 C++14 中是可行的）：

[f=std::forward<F>(f),
    args=std::make_tuple(std::forward<Args>(_args)...)]() -> decltype(auto)
{
    return std::apply(f, args);
}

尽管如此，由于必要的障碍以及无论如何都会被类型擦除的事实，也许bind() 更好。