c++ - 为什么 std::function 不能与函数模板一起使用？

Question

我开始使用模板，并试图找出为什么以下内容不起作用。

class testclass1
{
public:
    
    template <typename...Ts>
    using TFunc = std::function<void(Ts*...)>;
    
    template <typename...Ts>
    void SetFunction(TFunc<Ts...> tf)
    {
        // Do something
    }
};

template<typename...Ts>
class testclass2
{
public:
    
    using TFunc = std::function<void(Ts*...)>;
    
    void SetFunction(TFunc tf)
    {
        // Do something
    }
};

void some_function(std::string*, double*)
{
    
}

int main()
{
    
    testclass1 tc1;
    testclass2<std::string, double> tc2;
    
    testclass1::TFunc<std::string, double> tf1 = some_function;

    tc1.SetFunction<std::string, double>(tf1);
    tc1.SetFunction<std::string, double>(testclass1::TFunc<std::string, double>{tf1});
    
    tc2.SetFunction(some_function);
    
    tc1.SetFunction<std::string, double>(some_function);
}

除了最后一个版本外，一切正常 tc1.SetFunction<std::string, double>(some_function); 这实际上是我想做的，因为它的样板要少得多，而且我不希望 testclass1 需要模板参数。

最后一行给出以下编译错误:

没有匹配的成员函数来调用“SetFunction”

1. 候选模板被忽略:无法将“function...)>”与“void ()(std::__1::basic_string *, double *)'

我不明白附加的“type-parameter-0-0”是什么。直观上，这看起来很像链接到隐式 *this 指针的问题，但我不明白为什么 TFunc 会是一个成员函数并且有一个隐式 *this 指针(或者 this 链接到 std::function 吗？)。另外，移动代码 template <typename...Ts> using TFunc = std::function<void(Ts*...)>; testclass1 之外不会改变任何内容。

通过浏览不同的相关问答，似乎您不能将 std::function 与模板函数一起使用。这是这里的问题吗？

有没有办法制作 tc1.SetFunction<std::string, double>(some_function);在 testclass1 中工作？

提前致谢。

更新:我正在努力理解这个解释，我想我有点明白了，但是想想——我仍然不是 100% 确定。考虑以下代码:

template <typename...Ts>
using test_tuple = std::tuple<Ts...>;

template <typename...Ts>
void test_func(test_tuple<Ts...> tup)
{
    // Do something
    // e.g., PrintTuple(tup);
}

int main()
{
    test_tuple<std::string, double> tt{"Hi", 3.1459f};
    test_func<std::string>(tt);
}

在这种情况下，只有std::string在参数包中指定并推导 double(因此并非所有参数都在包中指定)。但为什么它在这种情况下有效并且我没有收到错误？

Answer 1

it seems that you cannot use std::function with template functions

不，该问题与 std::function 无关.

问题是 template parameter pack 推演失败。通常，当您显式指定所有模板参数时，不会执行任何推导。

    tc1.SetFunction<std::string, double>(some_function); // no deduction needed, right?

但如果是包，则总是执行扣除。这是因为可以指定一些包参数并让编译器推断其余的参数，并且无法知道您是否只指定了部分或全部参数。

但是std::function<void(std::string*, double*)>无法从 void(*)(std::string*, double*) 推出(并且在推导过程中不考虑用户定义的转换)。因此出现错误:

template argument deduction/substitution failed:
mismatched types 'std::function<void(Ts* ...)>' and 'void (*)(std::string*, double*)'

^{(注意 - GCC 11 output 中没有提及“type-parameter-0-0”，因此您的编译器可能已过时)。}

现在，为了解决这个问题，我们可以向 SetFunction 的参数引入非推导的上下文。 。然后将从提供的类型参数执行替换。

例如使用身份模板:

template<typename T>
struct type_identity {
    using type = T;
};

class testclass1
{
public:
    
    template <typename...Ts>
    using TFunc = std::function<void(Ts*...)>;

    template <typename...Ts>
    void SetFunction(typename type_identity<TFunc<Ts...>>::type tf)
    {
        // Do something
    }
};

( Live demo )

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关于更新及后续问题-test_tuple参数很高兴地从 test_tuple 中推导出来。参数 - 不涉及转换，只是模式匹配。但是std::function是一个类，它可以从函数指针构造，但它们是不同的类型，因此不能从另一个推断出一个。