c++ - 为什么具有默认分配参数的函数不被接受为 0-arg 生成器？

Question

以下代码尝试使用 ns::generateInt() 作为 Generator 的 std::generate_n() 参数:

// main.cpp

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <ctime>

static int _tmp = ( srand( time( NULL ) ), 0 );

namespace ns
{

  int generateInt( int offset = 0 )
  {
    return offset + rand() % 128;
  }

}

int main( int argc, char* argv[] )
{
  std::vector<int> v;
  int tmp = ns::generateInt(); // Fine to call ns::generateInt() w/ 0 args

  std::generate_n( std::back_inserter( v ),
                   5,
                   ns::generateInt ); // Not accepted as 0-arg Generator
  return 0;
}

此代码生成以下编译错误:

$ g++ --version && g++ ./main.cpp
g++ (GCC) 9.2.1 20190827 (Red Hat 9.2.1-1)
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

In file included from /usr/include/c++/9/algorithm:62,
                 from ./main.cpp:4:
/usr/include/c++/9/bits/stl_algo.h: In instantiation of ‘_OIter std::generate_n(_OIter, _Size, _Generator) [with _OIter = std::back_insert_iterator<std::vector<int> >; _Size = int; _Generator = int (*)(int)]’:
./main.cpp:26:36:   required from here
/usr/include/c++/9/bits/stl_algo.h:4493:18: error: too few arguments to function
 4493 |  *__first = __gen();
      |             ~~~~~^~

我知道 std::generate_n() 签名采用 Generator 函数/仿函数，该函数/仿函数采用 0 个参数，但 ns::generateInt() 的参数有一个默认值；如上所示，在非模板化代码中，我可以不带参数调用 ns::generateInt()。

如果对上述代码所做的唯一更改是这样......

  int generateInt( /*int offset = 0*/ )
  {
    return /*offset +*/ rand() % 128;
  }

...然后它编译得很好:

$ g++ ./main.cpp
$

从编译器的角度来看，这里发生了什么？我的默认参数生成器函数是可调用的，参数为 0，所以为什么它不能用作 Generator std::generate_n() 的参数？

Answer 1

仅仅因为 generateInt() 有一个默认参数值并不会改变它有一个参数的事实，您可以在错误消息中看到这一点:

_Generator = int (*)(int)

默认参数值不是函数类型的一部分。

当您直接调用generateInt()时，编译器知道generateInt()的完整声明，因此它知道它可以允许您可以省略默认参数值。

但是，在 std::generate_n() 内部，编译器不知道 _Generator __gen 输入参数指向您的 generateInt() 函数。它所知道的是__gen指向某个函数，其类型采用int参数，任何默认值的知识都会丢失。由于 std::generate_n() 在调用 __gen() 时未提供该参数值，因此您会收到编译器错误。

std::generate_n() 的 Generator 模板参数需要 Callable不带参数的类型。因此，可以按原样将 1 参数 generateInt() 与 std::generate_n() 一起使用的唯一方法是将其包装起来在 0 参数 lambda 或仿函数内，例如:

std::generate_n( std::back_inserter( v ),
                   5,
                   []{ return ns::generateInt(/*0*/); } );

struct genInt
{
    int operator()(){ return ns::generateInt(/*0*/); }
};

std::generate_n( std::back_inserter( v ),
                   5,
                   genInt() );