参数列表中带有省略号的 C++ Lambda答案

【问题标题】：C++ Lambdas with Ellipses in the Parameter List参数列表中带有省略号的 C++ Lambda
【发布时间】：2018-05-10 20:05:56
【问题描述】：

我正在开发一个库，它使用 lambda 来描述表达式术语的范围。因为库必须分发唯一的整数来标识每个变量，所以最好是由库而不是用户来构造变量，并且用户代码将它们作为 lambda 参数接收。

（换句话说，我正在从 miniKanren 实现“call\fresh”的 C++ 模拟。）

由于用户可能希望在特定范围内引入从零到许多新变量的任何数字，我希望用户能够将具有不同数量参数的 lambdas 传递给库。但是，我不知道有任何（简单）方法（在 C++14 中）来推断任意 lambda 对象的参数数量。

我突然想到为什么不将固定数量（例如 10）的可变 ID 参数传递给 lambda，并让用户代码在 lambda 中使用省略号来忽略不需要的参数？像这样的：

auto no_args = call_fresh([](...) { return success(); });
auto one_arg = call_fresh([](var A, ...) { return A == 1; });
auto two_args = call_fresh([](var A, var B, ...) { return A == 1 && B == 2; });

编译器资源管理器似乎接受 lambda 参数列表中的省略号，至少在 gcc 中是这样。

它会被这样调用（注意代码总是传递 10 个变量 id，无论“f”是只命名一个、两个还是一个都不命名）：

template <typename F>
auto call_fresh(F f)
{
   return [f](StateCounter sc) {
      return f(sc+0,sc+1,sc+2,sc+3,sc+4,
          sc+5,sc+6,sc+7,sc+8,sc+9);
   };
}

我很惊讶它的存在，有什么理由不使用带有省略号的 lambdas 吗？

【问题讨论】：

variadic templates 或 initializer lists 是您想要的吗？
虽然可变参数模板可能会简化参数编号检测器，但它并不能解决（据我所知）这样的检测器目前仅适用于没有捕获的 lambda（因为只有它们有将它们衰减为函数指针的运算符）。至于初始化列表，它们会遇到所有参数必须具有相同类型的问题，并且我希望最终拥有不止一种类型的“var”。

标签： c++ lambda c++14 variadic-functions generic-lambda

【解决方案1】：

但是，我不知道有任何（简单的）方法（在 C++14 中）来推断任意 lambda 对象的参数数量。

在我看来，您正在寻找 sizeof...() 而不是可变参数 auto 参数列表

#include <iostream>

int main ()
 {
   auto l = [](auto ... as) { return sizeof...(as); };

   std::cout << l(1, 2L, 3.0, 4.0f, "5") << std::endl; // print 5
 }

【讨论】：

赞成是因为我学到了一些新东西（我不知道 auto ... 语法），但这实际上与我需要的相反。我不需要知道 lambda 内部的参数数量，我需要知道 lambda 调用者的参数数量。
换句话说，目标是让 lambda 告诉调用代码它需要多少，而不是让调用代码告诉 lambda 它得到了多少。传递一个固定的数字只是一种解决方法，因为它没有允许库检查用户的 lambda 对象的反射。
@Dennis - 不确定是否理解......对你有好处的类型特征（或 constexpr 函数，或类似的东西），给定一个 lambda，返回它需要的参数数量？类型是已知的还是可以不同的？对不起，但从你的问题不清楚，对我来说，你想要什么。
hlt 答案中的代码回答了你的问题，我的问题。如果我的问题令人困惑，那可能是因为它的形式是“鉴于我不能这样做，这是一个好的解决方法吗？”并且 hlt 的回答是使我的问题的前提无效：实际上可以做我真正需要的事情，因此不需要变通方法。

【解决方案2】：

您的 lambda 本质上是 C 风格的 variadic functions。使用它们并没有错误，如果您不想访问这些值（这有点难看），那很好。

然而，您似乎真正想要解决的根本问题是让您的库找到函数/lambda 的参数数量（或 arity） /...，您可以使用模板元编程来完成 - 您的用户无需解决该问题。

^{披露：在我也在研究的库中有一个实现，here。}

这是一个简单的例子：

template <typename Callable>
struct function_arity : public function_arity<decltype(&Callable::operator())>
{};

template <typename ClassType, typename ReturnType, typename... Args>
struct function_arity<ReturnType(ClassType::*)(Args...) const>
{
    constexpr static size_t arity = sizeof...(Args);
};

template <typename ClassType, typename ReturnType, typename... Args>
struct function_arity<ReturnType(ClassType::*)(Args...)>
{
    constexpr static size_t arity = sizeof...(Args);
};

编译器会自动为您推导出参数类型，sizeof... 会为您提供所需的参数数量。

然后，您可以使用 function_arity<decltype(lambda)>::arity 来获取 lambda 的参数数量。最后一个版本处理mutable lambdas，其中调用运算符是非常量的。您可能还想扩展它以与 noexcept 正常工作，否则您会遇到像 this libc++ bug 这样的错误。

不幸的是，这不适用于重载或模板化的 operator()（例如，如果您在 lambda 中使用 auto 类型的参数）。如果您还想支持函数而不是 lambda，则可能需要额外的特化。

【讨论】：