是否可以使用参数包来允许模板函数接受等效类型？

Question

这个问题与几年前 Georg Fritzsche 关于转换参数包 (Is it possible to transform the types in a parameter pack?) 的一个问题有关。最后，可以转换参数包中的各个类型，例如通过转换为相应的指针类型。

我想知道是否可以使用这种技术编写一个标准函数/函子和一组包装器函数（在一个模板之外），以便包装器可以获取等效类型的参数，然后调用标准函数做实际的工作。

使用 Johannes Schaub 的答案 - 点燃下面的原始示例。是否可以编写一个模板f，它可以采用int/int*,char/char* 的任意组合并调用通用函数f_std(int*,char*) 来完成这项工作。 （参数个数没有预先指定。）

--- 更新 --- 例如，给定int i; char c;，是否可以使用包转换编写调用程序，以便以下工作

  call_ptr(f_std,i,c);
  call_ptr(f_std,&i,c);
  call_ptr(f_std,i,&c);

下面列出了我到目前为止所尝试的内容（已更新以澄清。）。基本上，在调用采用指针类型的 std::function 之前，我尝试接受不一定是指针类型的列表并将它们转换为指针类型。但是代码无法编译。我不知道如何编写一个辅助函数来接受一个具有标准签名的函数，但接受一个其他的参数包。

提前致谢

#include <type_traits>
#include <functional>
using namespace std;

template<class... Args> struct X {};
template<class T> struct make_pointer     { typedef T* type; };
template<class T> struct make_pointer<T*> { typedef T* type; };

template<template<typename...> class List, 
         template<typename> class Mod, 
         typename ...Args>
struct magic {
    typedef List<typename Mod<Args>::type...> type;
};

/////////////////
// trying to convert parameter pack to pointers
template<class T> T* make_ptr(T x) { return &x; }
template<class T> T* make_ptr(T* x) { return x; }  
template <typename Value, typename ...Args>
class ByPtrFunc
{
public:
  typedef typename magic<X, make_pointer, Args...>::type PArgs;
  Value operator()(Args... args) { return f(make_ptr(args)...);  }

private:
  std::function<Value (PArgs...)> _ptr_func;

}; //ByPtrFunc

//helper function to make call
template<typename A, typename ...Args>
static A call_ptr(std::function<A (Args...)> f, Args... args) {
  return ByPtrFunc<A, Args...>{f}(args ...);
}

int main() {
  typedef magic<X, make_pointer, int*, char>::type A;
  typedef X<int*, char*> B;
  static_assert(is_same<A, B>::value, ":(");

  int i=0; char c='c';
  function<int (int* pa,char* pb)> f_std = [](int* pa,char* pb)->int {return *pa + * pb;};
  f_std(&i,&c);
  //////////////////
  //Is the following possible.
  call_ptr(f_std,i,c);
  call_ptr(f_std,&i,c);
  call_ptr(f_std,i,&c);

  return 0;
}

Answer 1

如果我理解正确的话，这会从语法上回答你的问题：是的，有可能。

// given int or char lvalue, returns its address
template<class T>
T* transform(T& t) {
    return &t;
}

// given int* or char*, simply returns the value itself
template<class T>
T* transform(T* t) {
    return t;
}

// prints out the address corresponding to each of its arguments    
void f_std() {
}

template<class Arg, class... Args>
void f_std(Arg arg, Args... args) {
    std::cout << (void*)arg << std::endl;
    f_std(args...);
}

// converts int to int*, char to char*, then calls f_std
template<class... Args>
void f(Args... args) {
    f_std(transform(args)...);
}

不幸的是，调用f 将按值传递int 和char 参数，因此复制它们。要解决此问题，请在 f 的定义中使用完美转发：

template<class... Args>
void f(Args&&... args) {
    f_std(transform(std::forward<Args>(args))...);
}

司机：

int main() {
    int x = 1;
    char c = 'a';
    cout << (void*)&x << endl;
    cout << (void*)&c << endl;
    f(x, &x, c, &c);
}

输出（示例；刚才在我的机器上运行）：

0x7fff36fb5ebc
0x7fff36fb5ebb
0x7fff36fb5ebc
0x7fff36fb5ebc
0x7fff36fb5ebb
0x7fff36fb5ebb

Answer 2

以下可能会有所帮助：

template <typename T> T* make_pointer(T& t) { return &t; }
template <typename T> T* make_pointer(T* t) { return t; }

template <typename Ret, typename... Args, typename ...Ts>
Ret call_ptr(std::function<Ret (Args*...)> f, Ts&&...args)
{
    static_assert(sizeof...(Args) == sizeof...(Ts), "Bad parameters");
    f(make_pointer(std::forward<Ts>(args))...);
}

现在，使用它：

void f_std(int*, char*) { /* Your code */ }

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i;
    char c;

    std::function<void (int*, char*)> f1 = f_std;

    call_ptr(f1, i, c);
    call_ptr(f1, i, &c);
    call_ptr(f1, &i, c);
    call_ptr(f1, &i, &c);

    return 0;
}

Answer 3

作为参考，以下是对我有用的方法，基于接受的答案@Jarod42 和类型转换“魔术”。稍微更通用一些，并增加了类型检查。原来类型转换只是一种模式扩展。

#include <type_traits>
#include <functional>
#include <iostream>
using namespace std;

/////////////////
// convert parameter pack to pointers
//types
template<class T> struct make_ptr_t     { typedef T* type; };
template<class T> struct make_ptr_t<T*> { typedef T* type; };
//values
template<class T> T* make_ptr(T& x) { return &x; }
template<class T> T* make_ptr(T* x) { return x; }

/////////////////////////////////////
// (optional) only for type checking
template<class... Args> struct X {};
template<template<typename...> class List, 
         template<typename> class Mod, 
         typename ...Args>
struct magic {
    typedef List<typename Mod<Args>::type...> type;
};

//helper function to make call
template<typename A, typename ...PArgs, typename ...Args>
static A call_ptr(std::function<A (PArgs...)> f, Args... args) {
  static_assert(is_same<X<PArgs...>,typename magic<X, make_ptr_t, Args...>::type>::value, "Bad parameters for f in call_ptr()"); //type checking
  return f(make_ptr(args)...);
}

int main() {
  int i=0; char c='c'; string s="c";
  function<int (int* pa,char* pb)> f_std = [](int* pa,char* pb)->int {return *pa + * pb;};
  f_std(&i,&c);

  cout << call_ptr(f_std,i,c) << endl;
  cout << call_ptr(f_std,&i,c) << endl;
  cout << call_ptr(f_std,i,&c) << endl;
  //cout << call_ptr(f_std,i,s) << endl; //complains about bad parameters.
  return 0;
}