无法使用 std：：function 作为参数类型(需要函数指针版本)宁愿像 STL 这样的模板，但随后它无法推断参数

Question

以下代码都使用其默认编译参数在 Coliru 上进行了尝试

g++ -std=c++17 -O2 -Wall -pedantic -pthread main.cpp && ./a.out

假设我们要制作一个包装器，它保留数据的"容器"(例如，vector，list，任何保存一个可以模板化的值的数据结构)。然后稍后我们想用一个辅助函数将其转换为另一种类型convert.这个函数可以被调用很多，最好只写convert(...)，而不是像convert<TypeToConvertTo>(...)那样模板化它。在非 MCVE 中，我能够做到这一点，但它需要绝对丑陋的std::function参数和函数指针参数的复制粘贴......哪个不是善(除非是必要的恶？希望不是)

还假设我们有这个(注意像std::move、explicit、通过 std：：copy() 或类似的东西在转换函数中复制，等等)。

尝试 1：使用以下std::function失败：

#include <functional>
#include <iostream>
#include <string>
#include <type_traits>
#include <vector>
using std::string;
using std::vector;
template <template<typename...> class DataContainer, typename T, typename... TArgs>
struct Wrapper {
DataContainer<T, TArgs...> dataContainer;
Wrapper(DataContainer<T, TArgs...> container) : dataContainer(container) { }
// Using parameter type std::function<V(T)> fails here
template <typename V, typename... VArgs>
DataContainer<V, VArgs...> convert(std::function<V(T)> f) {
DataContainer<V, VArgs...> output;
for (T t : dataContainer)
output.emplace_back(f(t));
return output;
}
};
int main() {
vector<int> nums = {123};
Wrapper w{nums};
vector<string> intVec = w.convert(std::to_string);
std::cout << intVec.front() << std::endl;
}

这不会编译，并给出错误

main.cpp：在函数 'int main()' 中：

main.cpp：37：57：错误：调用"包装器>：：convert()"没有匹配函数

vector<string> intVec = w.convert(std::to_string);
^

main.cpp：17：36： 注意：候选：'模板数据容器包装器：：转换(std：：function) [V = V;VArgs = {VArgs ...};数据容器 = 标准：：向量;T = 整数;TArgs = {std：：allocator}]'

DataContainer<V, VArgs...> convert(std::function<V(T)> f) {
^~~~~~~

主.cpp：17：36： 注意：模板参数推导/替换失败：

主.cpp：37：57：注意：不匹配的类型"std：：function"和"std：：__cxx11：：字符串()(长双精度)"{又名"std：：__cxx11：：basic_string ()(长双精度)"}

vector<string> intVec = w.convert(std::to_string);
^

主.cpp：37：57：注意：不匹配的类型"std：：function"和"std：：__cxx11：：字符串()(int)" {aka 'std：：__cxx11：：basic_string ()(int)'}

main.cpp：37：57：注意：无法推断模板参数"V">

我尝试在重载弄乱它的情况下制作自己的独立静态函数，但我得到同样的错误，说：

不匹配的类型 'std：：function' 和 'int ()(std：：__cxx11：：string)'

{aka 'int ()(std：：__cxx11：：basic_string)'}

但是，当我使用以下命令将std::function更改为函数指针时：

// Now using V(*f)(T) instead
template <typename V, typename... VArgs>
DataContainer<V, VArgs...> convert(V(*f)(T)) {
DataContainer<V, VArgs...> output;
for (T t : dataContainer)
output.emplace_back(f(t));
return output;
}

这有效，现在可以打印出来

123

这给了我想要的东西，但现在我必须指定转换的类型，就像我希望编译器为我做的.convert<TypeHere>(...)。这可能吗？

尝试 2：

我想我可以做 STL 库所做的事情，它像这样模板函数：

template <typename Func, typename V, typename... VArgs>
DataContainer<V, VArgs...> convert(Func f) {
DataContainer<V, VArgs...> output;
for (T t : dataContainer)
output.emplace_back(f(t));
return output;
}

但随后编译失败，并显示：

main.cpp：在函数 'int main()' 中：

main.cpp：45：57：错误：调用"包装器>：：convert()"没有匹配函数

vector<string> intVec = w.convert(std::to_string);
^

主.cpp：33：36： 注意：候选：'模板数据容器包装器：：转换(Func) [使用 Func = Func;V = V;VArgs = {VArgs ...};数据容器 = 标准：：向量;T = 整数;TArgs = {std：：allocator}]'

DataContainer<V, VArgs...> convert(Func f) {
^~~~~~~

主.cpp：33：36： 注意：模板参数推导/替换失败：

main.cpp：45：57：注意：无法推断模板参数"Func">

vector<string> intVec = w.convert(std::to_string);
^

我想要的只是为了这条线

vector<string> intVec = w.convert(std::to_string);

无需我在convert右侧写入任何模板即可工作.

我做错了什么？我可以用函数指针得到我想要的东西，但似乎我必须写一堆重载，比如V(*f)(T)、V(*f)(const &T)

尝试 3：

除非我指定类型，否则 Lambda 不起作用，这意味着我必须这样做：

vector<string> intVec = w.convert<string>([](int i) { return std::to_string(i); });

我想要：

vector<string> intVec = w.convert([](int i) { return std::to_string(i); });

当我不指定类型时会发生这种情况(为什么它不能推断它？

main.cpp：在函数 'int main()' 中：

main.cpp：45：82：错误：调用"包装器>：：转换(main()：:)"没有匹配函数

vector<string> intVec = w.convert([](int i) { return std::to_string(i); });
        ^

main.cpp：17：36： 注意：候选：'模板数据容器包装器：：转换(std：：function) [V = V;VArgs = {VArgs ...};数据容器 = 标准：：向量;T = 整数;TArgs = {std：：allocator}]'

DataContainer<V, VArgs...> convert(std::function<V(T)> f) {
^~~~~~~

主.cpp：17：36： 注意：模板参数推导/替换失败：

main.cpp：45：82：注意："main()：："不是从"std：：function"派生的

vector<string> intVec = w.convert([](int i) { return std::to_string(i); });
        ^

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简而言之，所有这些都是因为我必须不断复制粘贴每个使用函数指针和 std：：function 重载执行此类操作的函数，然后如果我想支持右值、左值、常量左值的函数参数......我得到了函数的组合爆炸，它使工作解决方案变得一团糟。我不知道这是否是不可避免的，或者我是否缺少一些东西来让它推断类型，同时允许我传入函数名称或 lambda。

Answer 1

这是每个人都会犯的错误，一直都在：

template <typename V>
DataContainer<V> convert(std::function<V(T)> f);

我理解人们为什么这样做，这显然是正确的方法？甚至在这里详细写了这个。关键是：推论std::function总是错误的。您无法推断出这一点，因为它不允许转换，即使您可以推断出它，它也会增加您不想要的开销。

不幸的是，没有同等干净的语言解决方案。我所说的干净是指，在某种程度上，T和V如此清楚地联系在一起，就像上面的非解决方案一样。

你真正想做的是这样的：

template <typename F, typename V = std::invoke_result_t<F, T>>
DataContainer<V> convert(F f);

也就是说，我们只推断出类型 - 然后使用类型特征来找出答案是什么。

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std::to_string的问题完全是独立的 - 您只是无法将重载的函数或函数模板传递到函数模板中。你总是必须把它包裹在一个lambda中。