获取模板可调用对象的参数类型

Question

考虑以下函数：

template<class F>
void register_handler( F& f ) // any callable object
{
   // find out T - the argument type of f
}

这里的f 是一些可调用对象，接受一个参数。它可能是函数指针、std::function 或 std::bind 的结果。

问题是，如何确定f的参数类型，并根据该类型做一些动作？

一个简单的解决方法是将类型显式添加到模板中，例如

template<class T, class F> // T is the argument type of F
void register_handler( F& f )

但这似乎有点矫枉过正，因为F 类型应该已经包含有关T 类型的必要信息。

Answer 1

假设F 是任何可调用类型，您无法获取其参数类型。考虑一下：

struct callable
{
    void operator() (int);
    void operator() (float *);
    void operator() (std::string const &);
    void operator() (std::list<int> &);
};

参数的类型在这里是模棱两可的。

Answer 2

这个blogpost 展示了如何实现一些函数类型特征。这些应该适用于所有可调用的东西（例外：多态函子：P）。您可以遍历参数，并使用它们的类型来做一些 sfinae 或作为额外的模板参数。

从blogpost复制的功能特征：

#include <tuple>

// as seen on http://functionalcpp.wordpress.com/2013/08/05/function-traits/
template<class F>
struct function_traits;

// function pointer
template<class R, class... Args>
struct function_traits<R(*)(Args...)> : public function_traits<R(Args...)>
{};

template<class R, class... Args>
struct function_traits<R(Args...)>
{
    using return_type = R;

    static constexpr std::size_t arity = sizeof...(Args);

    template <std::size_t N>
    struct argument
    {
        static_assert(N < arity, "error: invalid parameter index.");
        using type = typename std::tuple_element<N,std::tuple<Args...>>::type;
    };
};

// member function pointer
template<class C, class R, class... Args>
struct function_traits<R(C::*)(Args...)> : public function_traits<R(C&,Args...)>
{};

// const member function pointer
template<class C, class R, class... Args>
struct function_traits<R(C::*)(Args...) const> : public function_traits<R(C&,Args...)>
{};

// member object pointer
template<class C, class R>
struct function_traits<R(C::*)> : public function_traits<R(C&)>
{};

// functor
template<class F>
struct function_traits
{
    private:
        using call_type = function_traits<decltype(&F::operator())>;
    public:
        using return_type = typename call_type::return_type;

        static constexpr std::size_t arity = call_type::arity - 1;

        template <std::size_t N>
        struct argument
        {
            static_assert(N < arity, "error: invalid parameter index.");
            using type = typename call_type::template argument<N+1>::type;
        };
};

template<class F>
struct function_traits<F&> : public function_traits<F>
{};

template<class F>
struct function_traits<F&&> : public function_traits<F>
{};

测试代码：

#include <iostream>

class A
{
};

template <class T>
struct Functor
{
  void operator()(const T& t)
  {}
};

struct Register
{
  //int parameters
  template <class T>
  static void RegisterFunctor(const T& /*functor*/, typename std::enable_if<std::is_same<typename function_traits<T>::template argument<0>::type, const int&>::value>::type* = 0)
  {
    std::cout << "Register int func" << std::endl;
  }

  //A parameters
  template <class T>
  static void RegisterFunctor(const T& /*functor*/, typename std::enable_if<std::is_same<typename function_traits<T>::template argument<0>::type, const A&>::value>::type* = 0)
  {
    std::cout << "Register int func" << std::endl;
  }
};

void intFunc(const int&) {}
void aFunc(const A&){}

int main(int /*argc*/, char */*argv*/[])
{
  Functor<int> intFunctor;
  Functor<A> aFunctor;

  Register::RegisterFunctor(intFunctor);
  Register::RegisterFunctor(&intFunc);
  Register::RegisterFunctor(aFunctor);
  Register::RegisterFunctor(&aFunc);
  return 0;
}

Answer 3

如果 F 是 std::function，你应该能够使用它的 member type 并检查 `std::is_same'：

template<class F>
void register_handler( F& f ) // any callable object
{
   // find out T - the argument type of f
   if(std::is_same<int, F::argument_type>::value)
   { .... }
   //etc .....

}

一个启动并运行的示例here

但这种代码很快就会变得难以维护。

Answer 4

您可以使用 sfinae 并测试您的参数是否可转换为带有所需参数的 std::function：

#include <type_traits>
#include <functional>
#include <iostream>

class A
{
};

template <class T>
struct Functor
{
  void operator()(const T& t)
  {}
};

struct Register
{
  //int parameters
  template <class T>
  static void RegisterFunctor(const T& /*functor*/, typename std::enable_if<std::is_constructible<typename std::function<void (int)>, T>::value >::type* = 0)
  {
    std::cout << "Register int func" << std::endl;
  }

  //A parameters
  template <class T>
  static void RegisterFunctor(const T& /*functor*/, typename std::enable_if<std::is_constructible<typename std::function<void (A)>, T>::value >::type* = 0)
  {
    std::cout << "Register a func" << std::endl;
  }
};

void intFunc(int) {}
void aFunc(A){}

int main(int /*argc*/, char */*argv*/[])
{
  Functor<int> intFunctor;
  Functor<A> aFunctor;

  Register::RegisterFunctor(intFunctor);
  Register::RegisterFunctor(&intFunc);
  Register::RegisterFunctor(aFunctor);
  Register::RegisterFunctor(&aFunc);
  return 0;
}