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Question

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(1) 可以提取具有以下特征的可调用对象的 return 类型和参数类型：

#include <tuple>

template<class T>
struct callable_trait
{};

template<class R, class... Args>
struct callable_trait<R(Args...)>
{
    using return_type    = R;
    using argument_types = std::tuple<Args...>;
};

(2) 从 C++17 开始，可以用 template<auto>:

定义模板

If a template parameter is declared auto, its type is deduced from the corresponding argument.

问题

(3) 然后我应该能够提供一些语法糖：

template<auto callable>
using return_type = typename callable_trait<decltype(callable)>::return_type;

...但效果不是很好...

void f();
void g(return_type<f>);

error: no type named 'return_type' in 'callable_trait<void (*)()>'
using return_type = typename callable_trait<decltype(callable)>::return_type;
^~~~~

lambda 没有帮助...

auto lambda= [](){};
void h(return_type<lambda>);

error: a non-type template parameter cannot have type '(lambda at <source>:19:14)'
void h(return_type<lambda>);
                   ^

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如何避免这种情况？

Answer 1

在函数案例中，这里的问题是 decltype(callable) 函数 return 是一个函数指针，这与您的专业化不符。使用 lambda，您可以获得 lambda 的类型，而不是 operator()。如果您也使用成员函数，您将遇到同样的问题，因为您的特化与成员函数指针不匹配。

您需要的是可以采用所有这些类型并在 return 中为您提供 R(Args...) 的东西。值得庆幸的是，我们有 std::function，它就是为做这件事而构建的。它有推导指南，允许它采用任何函数类型并制作 std::function<R(Args...)> 以匹配其签名。使用 std::function 你的代码可以变成

template<class T>
struct callable_trait
{};

template<class R, class... Args>
struct callable_trait<std::function<R(Args...)>>
{
    using return_type    = R;
    using argument_types = std::tuple<Args...>;
    static constexpr size_t argument_count = sizeof...(Args);
};

template<auto callable>
using return_type = typename callable_trait<decltype(std::function{callable})>::return_type;

template<auto callable>
static constexpr size_t argument_count = callable_trait<decltype(std::function{callable})>::argument_count;

void f();
void g(return_type<f>);

auto lambda = [](){};
void h(return_type<lambda>);

void e(int, int, int);
static_assert(argument_count<e> == 3, "oh no");

但这只适用于 gcc head. Clang can't deduce the std::function and earlier versions of gcc and MSVS fail for the reason detailed here:

如果您切换到采用类型参数并使用 decltype 在 gcc 和 MSVS 上都有效，但 clang 仍然存在推导指南的问题

template<class T>
struct callable_trait
{};

template<class R, class... Args>
struct callable_trait<std::function<R(Args...)>>
{
    using return_type    = R;
    using argument_types = std::tuple<Args...>;
    static constexpr size_t argument_count = sizeof...(Args);
};

template<typename callable>
using return_type = typename callable_trait<decltype(std::function{std::declval<callable>()})>::return_type;

template<typename callable>
static constexpr size_t argument_count = callable_trait<decltype(std::function{std::declval<callable>()})>::argument_count;

void f();
void g(return_type<decltype(f)>);

auto lambda = [](){};
void h(return_type<decltype(lambda)>);

void e(int, int, int);
static_assert(argument_count<decltype(e)> == 3, "oh no");

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