将函数指针数组中的函数指针作为模板参数传递

Question

我想将函数指针数组中的函数指针作为模板参数传递。即使 Intellisense 抱怨有问题，我的代码似乎也可以使用 MSVC 进行编译。 gcc 和 clang 都无法编译代码。

考虑以下示例：

static void test() {}

using FunctionPointer = void(*)();

static constexpr FunctionPointer functions[] = { test };

template <FunctionPointer function>
static void wrapper_function()
{
    function();
}

int main()
{
    test();  // OK
    functions[0]();  // OK

    wrapper_function<test>();  // OK
    wrapper_function<functions[0]>();  // Error?
}

MSVC 编译代码，但 Intellisense 给出以下错误：invalid nontype template argument of type "const FunctionPointer"

gcc 无法编译并显示以下消息：

<source>: In function 'int main()':
<source>:19:33: error: no matching function for call to 'wrapper_function<functions[0]>()'
   19 |  wrapper_function<functions[0]>();  // Error?
      |                                 ^
<source>:8:13: note: candidate: 'template<void (* function)()> void wrapper_function()'
    8 | static void wrapper_function()
      |             ^~~~~~~~~~~~~~~~
<source>:8:13: note:   template argument deduction/substitution failed:
<source>:19:30: error: '(FunctionPointer)functions[0]' is not a valid template argument for type 'void (*)()'
   19 |  wrapper_function<functions[0]>();  // Error?
      |                   ~~~~~~~~~~~^
<source>:19:30: note: it must be the address of a function with external linkage

clang 无法编译并显示以下消息：

<source>:19:2: error: no matching function for call to 'wrapper_function'
        wrapper_function<functions[0]>();  // Error?
        ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
<source>:8:13: note: candidate template ignored: invalid explicitly-specified argument for template parameter 'function'
static void wrapper_function()
            ^
1 error generated.

问题：

wrapper_function<functions[0]>(); 是否有效？

如果不是，我可以做些什么来将functions[0] 作为模板参数传递给wrapper_function？我的目标是在编译时构造一个新的函数指针数组，内容为{ wrapper_function<functions[0]>, ..., wrapper_function<functions[std::size(functions) - 1]> }。

Answer 1

表达式wrapper_function<functions[0]>(); 被禁止，原因如下：

14.3.2 模板非类型参数 [temp.arg.nontype]

非类型、非模板模板参数的模板参数 应为以下之一：

[...]

——一个常量表达式（5.19），指定一个地址 具有静态存储 > 持续时间和外部或内部链接的对象 或具有外部或内部链接的功能，包括功能 模板和函数模板 ID，但不包括非静态类 成员，表示（忽略括号）为 & id-expression，除了 如果名称引用函数或数组，则 & 可以省略 如果相应的模板参数是 参考; [...]

禁止将指针用作&id 形式以外的非类型模板参数，因此，基本上，以下是可行的：

static void test() {}

using FunctionPointer = void(*)();

static constexpr FunctionPointer functions[] = { test };

template <FunctionPointer function>
static void wrapper_function()
{
    function();
}

int main()
{
    test();  // OK
    functions[0]();  // OK

    wrapper_function<test>();  // OK
    wrapper_function<&test>();  // OK
}

当使用 C++14 选项编译时，以下 sn-p 将不起作用：

constexpr auto func = &test;
wrapper_function<func>();

当使用 C++17 选项编译时，您的方法和上面的方法都可以工作：

int main()
{
    test();  // OK
    functions[0]();  // OK

    wrapper_function<test>();  // OK
    wrapper_function<&test>();  // OK
    wrapper_function<func>();  // OK

    wrapper_function<functions[0]>();  // OK
}

见live