Deducir std :: función con más de dos args

Question

me pregunto porque std::function Solo es consciente de las funciones de dos argumentos. He escrito algún código que funciona bien, pero hay una serie de limitaciones. Cualquier comentario bienvenido. En particular, sospecho que estoy reinventando la rueda.

Mi código está encendido ideona y me referiré a ello.

Por ejemplo, puedo describir el tipo de main con:

function_type_deducer(main).describe_me();
// Output: I return i and I take 2 arguments.  They are of type:  i PPc

(donde 'i' significa 'int' y 'ppc' significa puntero-to-pointer-to-Char)

Estándar std::function No funciona con funciones con más de dos args (ver las dos últimas líneas de mi código), pero este código sí (el código de muestra demuestra funciones de tres argios). ¡Tal vez mi diseño debería usarse en la biblioteca estándar! Defino typedef tuple<Args...> args_as_tuple; Para almacenar todos los args, no solo los dos primeros tipos de argumentos.

El principal truco es la deducción en esta función:

template<class T, class... Args>
auto function_type_deducer(T(Args...)) -> Function__<T, Args...> {
        return Function__<T, Args...> {};
}

Limitaciones:

• No funciona con Lambdas. Esto no compilará function_type_deducer([](){}).describe_me();
• No se da cuenta de que hay una pequeña diferencia entre x y y, como y toma una string&, dónde x toma una string. (std :: la función tampoco nota esto)

¿Alguna idea sobre cómo solucionar cualquiera de estos? ¿He reinventado la rueda?

Answer 1

Esto no compilará function_type_deducer([](){}).describe_me();

Funcionaría si function_type_deducer no era una plantilla. :) Lambdas no capturantes (vacías []) son implícitamente convertibles a los punteros de la función. Lamentablemente, las conversiones implícitas no se tienen en cuenta para alguna deducción de argumentos de plantilla. Ver esta pregunta Para obtener más información (tenga en cuenta que mi respuesta no es completamente correcta como indican los comentarios).

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No se da cuenta de que hay una pequeña diferencia entre X e Y, ya que Y toma una cadena y, donde X toma una cadena.

Eso no es un problema con la función, eso es un problema con typeid, Como muestra este simple código de prueba:

template<class T>
void x(void(T)){
    T v;
    (void)v;
}

void f1(int){}
void f2(int&){}

int main(){
    x(f1);
    x(f2);
}

Ejemplo en vivo en ideona. Producción:

Error: 'V' declarado como referencia pero no inicializado

Una solución simple podría estar usando el envío de etiquetas:

#include <type_traits> // is_reference
#include <iostream>
#include <typeinfo>

template<class T>
void print_name(std::true_type){
  std::cout << "reference to " << typeid(T).name();
}

template<class T>
void print_name(std::false_type){
  std::cout << typeid(T).name();
}

template<class T>
void print_name(){
  print_name(typename std::is_reference<T>::type());
}

Y llama print_name<NextArg>() en vez de typeid(NextArg).name().

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¿He reinventado la rueda?

Sí, algo así y no, no lo hiciste. Impulso. proporciona typedefs para todos los argumentos (argN_type estilo), también como la constante estática arity para el número de los mismos. Sin embargo, no puede acceder fácilmente a esos typedefs genéricamente. Necesitaría una forma indirecta de no acceder accidentalmente a las no existentes. los tuple La idea funciona mejor, sin embargo, se puede escribir de una manera más agradable. Aquí hay una versión modificada de algo que una vez escribí:

#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <typeinfo>

namespace detail{

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os);

template<class T>
std::ostream& print_pointer(std::ostream& os, std::true_type){
  typedef typename std::remove_pointer<T>:: type np_type;
  os << "pointer to ";
  return print_name<np_type>(os);
}

template<class T>
std::ostream& print_pointer(std::ostream& os, std::false_type){
  return os << typeid(T).name();
}

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os, std::true_type){
  return os << "reference to " << typeid(T).name();
}

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os, std::false_type){
  return print_pointer<T>(os, typename std::is_pointer<T>::type());
}

template<class T>
std::ostream& print_name(std::ostream& os){
  return print_name<T>(os, typename std::is_reference<T>::type());
}

// to workaround partial function specialization
template<unsigned> struct int2type{};

template<class Tuple, unsigned I>
std::ostream& print_types(std::ostream& os, int2type<I>){
  typedef typename std::tuple_element<I,Tuple>::type type;

  print_types<Tuple>(os, int2type<I-1>()); // left-folding
  os << ", ";
  return print_name<type>(os);
}

template<class Tuple>
std::ostream& print_types(std::ostream& os, int2type<0>){
  typedef typename std::tuple_element<0,Tuple>::type type;
  return print_name<type>(os);
}

} // detail::

template<class R, class... Args>
struct function_info{
  typedef R result_type;
  typedef std::tuple<Args...> argument_tuple;
  static unsigned const arity = sizeof...(Args);

  void describe_me(std::ostream& os = std::cout) const{
    using namespace detail;
    os << "I return '"; print_name<result_type>(os);
    os << "' and I take '" << arity << "' arguments. They are: \n\t'";
    print_types<argument_tuple>(os, int2type<arity-1>()) << "'\n";
  }
};

Ejemplo en vivo en ideona. Producción:

main:   I return 'i' and I take '2' arguments. They are: 
        'i, pointer to pointer to c'
x:      I return 'Ss' and I take '3' arguments. They are: 
        'i, Ss, c'
y:      I return 'Ss' and I take '3' arguments. They are: 
       'i, reference to Ss, c'

Answer 2

El enlace a la respuesta con la función Lambda proporciona la pista crítica: debe obtener un puntero a una función miembro para el operador de llamadas de función. Es decir, si T es un objeto de función, debe mirar &T::operator(). Con SFINAE generalizado, puede determinar si existe este operador de llamadas de función. Poner estas cosas de una manera posiblemente indirecta, produce esto (que se compila con una versión reciente de GCC y Clang, a excepción de la función Lambda que no es compatible, sin embargo, por Clang):

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <typeinfo>
#include <functional>
#include <utility>

// -----------------------------------------------------------------------------

struct S {
    void f(int, std::string&, void (*)(int)) {}
    void g(int, std::string&, void (*)(int)) const {}
};

// -----------------------------------------------------------------------------

template <typename T> struct describer;
template <> struct describer<S>;
template <> struct describer<int>;
template <> struct describer<void>;
template <> struct describer<std::string>;
template <typename T> struct describer<T&>;
template <typename T> struct describer<T*>;
template <typename T> struct describer<T const>;
template <typename T> struct describer<T volatile>;
template <typename T> struct describer<T const volatile>;
template <typename T, int Size> struct describer<T(&)[Size]>;

template <typename T> struct describer {
    static std::string type() { return "???"; }
};
template <> struct describer<S> {
    static std::string type() { return "S"; }
};
template <> struct describer<void> {
    static std::string type() { return "void"; }
};
template <> struct describer<int> {
    static std::string type() { return "int"; }
};
template <> struct describer<std::string> {
    static std::string type() { return "std::string"; }
};
template <typename T> struct describer<T&> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string("&"); }
};
template <typename T> struct describer<T&&> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string("&&"); }
};
template <typename T> struct describer<T*> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string("&"); }
};
template <typename T> struct describer<T const> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string(" const"); }
};
template <typename T> struct describer<T volatile> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string(" volatile"); }
};
template <typename T> struct describer<T const volatile> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + std::string(" const volatile"); }
};
template <typename T, int Size> struct describer<T(&)[Size]>
{
    static std::string type() {
        std::ostringstream out;
        out << "(array of " << Size << " " << describer<T>::type() << " objects)&";
        return out.str();
    }
};

template <typename... T> struct description_list;
template <> struct description_list<> { static std::string type() { return std::string(); } }; 
template <typename T> struct description_list<T> { static std::string type() { return describer<T>::type(); } };
template <typename T, typename... S> struct description_list<T, S...> {
    static std::string type() { return describer<T>::type() + ", " + description_list<S...>::type(); }
};

template <typename R, typename... A>
struct describer<R(*)(A...)>
{
    static std::string type() {
        return "pointer function returning " + describer<R>::type() + " and taking arguments"
            + "(" + description_list<A...>::type() + ")";
    }
};

template <typename R, typename S, typename... A>
struct describer<R(S::*)(A...)>
{
    static std::string type() {
        return "pointer to member function of " + describer<S>::type() + " returning " + describer<R>::type() + " "
            "and taking arguments" + "(" + description_list<A...>::type() + ")";
    }
};

template <typename R, typename S, typename... A>
struct describer<R(S::*)(A...) const>
{
    static std::string type() {
        return "pointer to const member function of " + describer<S>::type() + " returning " + describer<R>::type() + " "
            "and taking arguments" + "(" + description_list<A...>::type() + ")";
    }
};

template <typename T> char (&call_op(decltype(&T::operator())*))[1];
template <typename T> char (&call_op(...))[2];

template <typename T> struct has_function_call_operator { enum { value = sizeof(call_op<T>(0)) == 1 }; };

template <typename T>
typename std::enable_if<!has_function_call_operator<T>::value>::type describe(std::string const& what, T)
{
    std::cout << "describe(" << what << ")=" << describer<T>::type() << "\n";
}

template <typename T>
typename std::enable_if<has_function_call_operator<T>::value>::type describe(std::string const& what, T)
{
    std::cout << "describe(" << what << ")=function object: " << describer<decltype(&T::operator())>::type() << "\n";
}


int f(std::string, std::string const&, std::string&&) { return 0; }
int g(std::string&, std::string const&) { return 0; }

int main()
{
    describe("int", 1);
    describe("f", &f);
    describe("g", &g);
    describe("S::f", &S::f);
    describe("S::g", &S::g);
    describe("mini-lambda", []{}); // doesn't work with clang, yet.
    describe("std::function<int(int(&)[1], int(&)[2], int(&)[4], int(&)[4])>",
             std::function<int(int(&)[1], int(&)[2], int(&)[4], int(&)[4])>());
}