坚持使用 C++ 元编程

Question

我正在尝试通过一本名为 Practical C++ Metaprogramming 的书进入 TMP，但我一直在尝试推导出第一个示例...

我的目标是创建一个模板化函数call 接受一个具有多个不相关类型参数的函数，然后返回该函数的计算和参数。

问题的根源似乎是我无法使用允许我定义输入函数参数类型的适当参数类型来实例化结构（makeTupleOfParams 的良好专业化）， tupleOfParamTypes_t 在我的代码中。

我不明白为什么会出现这个问题，因为构建输出中的函数签名似乎模棱两可，足以识别具有专门化 <Return(Args...)> 的参数类型。我不明白为什么不能使用正确的成员 using type = std::tuple<Args...>; 生成这个结构，这似乎是所有这一切的关键。

这就是全部内容：

#include <tuple>

// base template
template<typename Function>
struct makeTupleOfParams;

// template specialization to identify parameters
template <typename Return, typename... Params>
struct makeTupleOfParams<Return(Params...)>
{
    using type = std::tuple<Params...>;
};

// shortcut to identify type of parameters
template <typename Function>
using tupleOfParamTypes_t = typename makeTupleOfParams<Function>::type;

// function to unroll a tuple of parameters on a function
template <typename Function, typename Params, size_t... Index>
auto dispatchParams(Function f, Params p, std::index_sequence<Index...>)
{
    return f(std::get<Index>(p)...);
}

template <typename Function, typename... Params>
auto call(Function f, Params... p)
{
    // getting size of Params and argument types of Function
    constexpr size_t paramsCount = sizeof...(Params);
    tupleOfParamTypes_t<Function> params;

    return dispatchParams(f, params, std::make_index_sequence<paramsCount>());
}

auto f(int i, float j) -> decltype(i+j)
{
    return i + j;
};

void main()
{
    call(f, 1, 2.0);
}

以及构建输出：

1 > ------Build started : Project: TMP, Configuration : Debug Win32------
1 > main.cpp
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(40) : warning C4326 : return type of 'main' should be 'int' instead of 'void'
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(16) : error C2794 : 'type' : is not a member of any direct or indirect base class of 'makeTupleOfParams<Function>'
1 >     with
1 >     [
1 >         Function = float(__cdecl *)(int, float)
1 >     ]
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(28) : note: see reference to alias template instantiation 'tupleOfParamTypes_t<float(__cdecl *)(int,float)>' being compiled
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(41) : note: see reference to function template instantiation 'auto call<float(__cdecl *)(int,float),int,double>(Function,int,double)' being compiled
1 >     with
1 >     [
1 >         Function = float(__cdecl *)(int, float)
1 >     ]
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(26) : error C2938 : 'tupleOfParamTypes_t' : Failed to specialize alias template
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(31) : error C2672 : 'dispatchParams' : no matching overloaded function found
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(26) : error C2893 : Failed to specialize function template 'auto dispatchParams(Function,Params,std::integer_sequence<unsigned int,_Ix...>)'
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(26) : note: With the following template arguments :
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(26) : note: 'Function=float (__cdecl *)(int,float)'
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(26) : note: 'Params=unknown-type'
1 > d:\git\meta - cpp - sandbox\src\main.cpp(26) : note: 'Index={0, 1}'
1 > Done building project "TMP.vcxproj" --FAILED.
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up - to - date, 0 skipped ==========

Answer 1

当您调用 call 函数时，您将函数 f 作为参数传递。但是 c++ 隐式地将参数转换为指向函数的指针。因此，在构造类型别名时，模板参数实际上是int(*)(int,float)，而不是int(int,float)。由于这不满足部分特化模板的要求，编译器尝试从非特化模板为 makeTupleOfParams 构造类型别名。但是，非特殊模板不包含类型别名“type”，这会导致编译错误。

要解决，将部分专业化的模板修改为：

template<typename Return, typename... Params>
struct makeTupleOfParams<Return(*)(Params...)> //pointer-to-function specialisation
{
    using type = std::tuple<Params...>;
};

另一种解决方案是使用type_traits 删除call 函数中的指针特征，如下所示：

#include<type_traits>

template <typename Function, typename... Params>
auto call(Function f, Params... p)
{
    // getting size of Params and argument types of Function
    constexpr size_t paramsCount = sizeof...(Params);
    // modify function type to remove pointer trait
    tupleOfParamTypes_t<std::remove_pointer_t<Function>> params;

    return dispatchParams(f, params, std::make_index_sequence<paramsCount>());
}

在这种情况下，传递给tupleOfParamTypes_t 的模板参数将是int(int,float)。