坚持使用 C++ 元编程

Question

我正试图通过一本名为 Practical C++ Metaprogramming 的书进入 TMP，但我一直在尝试推导第一个示例中的一个...

我的 objective 是制作一个模板函数 call 接受一个具有多个不相关类型参数的函数，然后 return 使用参数计算该函数。

问题的根源似乎是我无法使用允许我定义输入函数参数，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，足以识别具有专业化的参数类型 <Return(Args...)>。我不明白为什么不能用正确的成员 using type = std::tuple<Args...>; 生成这个结构，这似乎是这一切的关键。

这是全部内容：

#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);
}

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。然而，c++ 隐式地将参数转换为指向函数的指针。因此，在构造type-alias时，模板参数实际上是int(*)(int,float)，而不是int(int,float)。由于这不满足部分专用模板的要求，因此编译器尝试从 makeTupleOfParams 的非专用模板构造类型别名。但是，非特殊化模板不包含类型别名 "type"，这会导致编译错误。

要解决，将部分专用模板修改为：

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)。

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