无法推断间接调用模板函数的类型答案

【问题标题】：Cannot deduce type of indirectly called template function无法推断间接调用模板函数的类型
【发布时间】：2021-09-11 03:11:28
【问题描述】：

以下代码片段是应该成为优化算法的精简版：

template<typename F>
double helper(F f, double x)
{
    return x;
}

template<typename F, typename L>
double optimize(F f, double x, L line_search)
{
    double y = line_search(f, x);
    return y;
}

int main()
{
    auto f = [](double x){ return (x - 2) * (x - 2); };
    double solution = optimize(f, -2, helper);
}

我使用模板参数 F 参数化了主函数 (optimize) 和辅助函数 (helper)，用于他们试图最小化的函数。但是，代码无法编译；编译器无法确定line_search 的类型：

t04.cpp: In function ‘int main()’:
t04.cpp:17:45: error: no matching function for call to ‘optimize(main()::<lambda(double)>&, int, <unresolved overloaded function type>)’
     double solution = optimize(f, -2, helper);
                                             ^
t04.cpp:8:8: note: candidate: template<class F, class L> double optimize(F, double, L)
 double optimize(F f, double x, L line_search)
        ^~~~~~~~
t04.cpp:8:8: note:   template argument deduction/substitution failed:
t04.cpp:17:45: note:   couldn't deduce template parameter ‘L’
     double solution = optimize(f, -2, helper);

（我使用的是 gcc v7.5.0，但我认为这并不重要。）我想我明白为什么编译器不知道 line_search 的类型（它不看内部 optimize看看line_search 是如何被调用的），但我不知道如何解释正确的类型应该是什么。我希望我可以说optimize(f, -2, helper<type of f>)，但我没有找到如何做到这一点。我需要对代码进行哪些更改？

顺便说一句，如果有其他同样通用的设计方法，但可以避免模板参数推导问题，我有兴趣了解它们。

【问题讨论】：

helper 是一个函数模板。编译器应该在optimize(f, -2, helper) 中使用helper 的哪个特化？
为什么助手是模板？它对 f 没有任何作用。如果有原因，那么您可能会像 optimize(f, -2, helper<decltype(f)>) 那样做。
@ScottHutchinson：你说得对，在这个例子中，模板参数没有被使用。这个想法是可能有几个助手（实际上是行搜索方法），它们都执行相同的任务，即最小化单个变量的函数f。 decltype 实际上是我在不知不觉中寻找的东西。

标签： c++ function templates

【解决方案1】：

您可以为L 添加一个默认类型，其中包括F：

template<typename F>
double helper(F f, double x) {
    return f(x);
}

template<typename F, typename L = double(*)(F, double)>  // <- here
double optimize(F f, double x, L line_search) {
    double y = line_search(f, x);
    return y;
}

当你这样做时，它会找到正确的模板实例化

double solution = optimize(f, -2, helper);   // helper is helper<decltype(f)>

如果helper是你经常使用的函数模板，可以设为默认：

template<typename F, typename L = double(*)(F, double)>
double optimize(F f, double x, L line_search = helper<F>) {  // <- here
    double y = line_search(f, x);
    return y;
}

这样就可以在不指定助手的情况下调用optimize：

double solution = optimize(f, -2);   // helper<decltype(f)> is the default

【讨论】：