std::function 参数的模板参数和推导

Question

假设有一个模板函数foo() 接受任意数量的参数。鉴于最后一个参数始终是std::function，我如何以CbArgs 包含此std::function 参数的方式实现下面显示的foo() 模板？

template<typename... InArgs, typename... CbArgs = ???>
//                                       ^^^^^^^^^^^^
void foo(InArgs... args) { ... }

例如，CbArgs 应该是 {int,int}，如果这样调用：

std::function<void(int,int)> cb;
foo(5, "hello", cb);

我的第一个想法是：

template<typename... InArgs, typename... CbArgs>
void foo(InArgs... args, std::function<void(CbArgs...)>) { ... }

但这不能编译：

note:   template argument deduction/substitution failed:
note:   mismatched types ‘std::function<void(CbArgs ...)>’ and ‘int’
  foo(5, "hello", cb);

问题一：
为什么不编译？为什么模板参数推导失败？

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最终，我想出了这个解决方案：

template<typename... InArgs, typename... CbArgs>
void fooImpl(std::function<void(CbArgs...)>, InArgs... args) { ... }

template<typename... InArgs,
         typename CbType = typename std::tuple_element_t<sizeof...(InArgs)-1, std::tuple<InArgs...>>>
void foo(InArgs... args)
{
    fooImpl(CbType{}, args...);
}

这里CbType 是InArgs 中的最后一个类型，即std::function。然后将 CbType 的临时值传递给 fooImpl()，其中推导出 CbArgs。这行得通，但在我看来很难看。

问题二：
我想知道没有两个函数和CbType的临时实例是否有更好的解决方案？

Answer 1

为什么不编译？为什么模板参数推导失败？

当一个参数包不是最后一个参数时，不能推导出来。告诉编译器 InArgs... 的内容将使您的 foo 定义工作：

template<typename... InArgs, typename... CbArgs>
void foo(InArgs..., std::function<void(CbArgs...)>) { }

int main()
{
    std::function<void(int,int)> cb;
    foo<int, const char*>(5, "hello", cb);
}

或者，正如您在解决方法中发现的那样，只需将 InArgs... 放在末尾并更新您的 foo 调用：

template<typename... InArgs, typename... CbArgs>
void foo(std::function<void(CbArgs...)>, InArgs...) { }

int main()
{
    std::function<void(int,int)> cb;
    foo(cb, 5, "hello");
}

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不知道没有两个函数和CbType的临时实例是否有更好的解决方案？

这是一种避免不必要的临时实例但使用相同机制来推断CbArgs... 的可能方法：只需将CbType 包装在一个空包装器中，然后将其传递给fooImpl。

template <typename T>
struct type_wrapper
{
    using type = T;
};

template<typename... InArgs, typename... CbArgs>
void fooImpl(type_wrapper<std::function<void(CbArgs...)>>, InArgs&&...) { }

template<typename... InArgs,
         typename CbType = 
             std::tuple_element_t<sizeof...(InArgs)-1, 
                 std::tuple<std::remove_reference_t<InArgs>...>>>
void foo(InArgs&&... args)
{
    fooImpl(type_wrapper<CbType>{}, std::forward<InArgs>(args)...);
}

其他改进：

• typename CbType = 之后的 typename 是不必要的 - 它已被删除。

• args... 应该被完美地转发到fooImpl 以保留其值类别。 foo 和fooImpl 都应该将args... 作为转发参考。

wandbox example

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请注意，有一个提案可以更轻松地处理非终端参数包：P0478R0 - "Template argument deduction for non-terminal function parameter packs"。这将使您的原始实现按预期工作。