模板参数推导/替换在多线程中失败

Question

我在传递一个函数时遇到了这个模板推导/替换问题。有人可以帮忙吗，非常感谢：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <future>


template< class D > class Region
{

public:

  virtual bool                   setRegion( D& );

protected:


  int                            computeValue( int input, D& dataPack );
  template < class Fn > bool     setRegionValue( const int, D&, Fn&& );
  template < class Fn > bool     setAllValues( D&, Fn&& );

protected:

  std::vector< int >                  m_regionValues;
  std::vector< std::future< bool > >  m_futures;
};



template< class D > int Region< D >::computeValue( const int input,
                                                   D& dataPack )
{
  return input * dataPack.getData();
}


template< class D > 
template < class Fn > bool Region< D >::setRegionValue( const int input,
                                                        D& dataPack,
                                                        Fn&& function )
{
  int output = function( input, dataPack, output );
  m_regionValues.push_back( output * 2 );
  //check..
  return true;
}
  

template< class D > 
template< class Fn > bool Region< D >::setAllValues( D& dataPack,
                                                     Fn&& fn )
{
  for ( int indx = 0; indx < 10; ++indx )
  {
    int input = indx * 5;
    m_futures.push_back( std::async( std::launch::async,
                                     &Region::setRegionValue< std::remove_reference_t< Fn > >,
                                     this, input, std::ref( dataPack ),
                                     std::forward< Fn >( fn ) ) );
  }

  //check thread status..
  return true;
}


template< class D > bool Region< D >::setRegion( D& dataPack )
{
  auto func = std::bind( &Region::computeValue, this,
                         std::placeholders::_1, std::placeholders::_2 );
  
  return setAllValues( dataPack, func );
}


struct Region1Data
{
  int        m_regionData;
  int        getData() const;
};


int Region1Data::getData() const
{
  return m_regionData;
}
  

class Region1: public Region< Region1Data >
{
public:

  bool                         setRegion( Region1Data& );
  void                         outputValue();
};


void Region1::outputValue()
{
  //..
}


bool Region1::setRegion( Region1Data& dataPack )
{
  if ( !Region::setRegion( dataPack ) )
  {
    return false;
  }

  outputValue();
  return true;
}


int main()
{
  Region1 thisRegion;
  Region1Data dataPack;
  dataPack.m_regionData = 10;
  
  thisRegion.setRegion( dataPack );
  return 0;
}

以下是编译代码时的错误：

example.cpp: 在 'bool Region::setAllValues(D&, Fn&&) [with Fn = std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&; D = Region1Data]'： example.cpp:72:39: 'bool Region::setRegion(D&) [with D = Region1Data]' 需要 example.cpp:106:17: 从这里需要 example.cpp:59:63: error: no matching function for call to 'async(std::launch, , Region, int&, std::reference_wrapper, std::_Bind::*)(int, Region1Data& )>(区域, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&)' std::forward( fn ) ) ); ^ example.cpp:59:63: 注意：候选人是： 在 example.cpp:3:0 包含的文件中： /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future:75:5: 注意：模板 std::future::type> std::async(std::launch, _Fn&&, _Args&& ...) 异步（启动 __policy，_Fn&& __fn，_Args&&... __args） ^ /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future:75:5：注意：模板参数推导/替换失败： /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future：代替'模板 std::future::type> std::async(std::launch, _Fn&&, _Args&& 。 ..) [with _Fn = bool (Region::)(int, Region1Data&, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&&); _Args = {Region, int&, std::reference_wrapper, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&}]': example.cpp:59:63: 'bool Region::setAllValues(D&, Fn&&) [with Fn = std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder , std::_Placeholder)>&; D = Region1Data]' example.cpp:72:39: 'bool Region::setRegion(D&) [with D = Region1Data]' 需要 example.cpp:106:17: 从这里需要 /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future:75:5: 错误：'class std::result_of::(Region, int&, std::reference_wrapper, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&) )(int, Region1Data&, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&&)>' example.cpp: 在 'bool Region::setAllValues(D&, Fn&&) [with Fn = std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&; D = Region1Data]'： example.cpp:72:39: 'bool Region::setRegion(D&) [with D = Region1Data]' 需要 example.cpp:106:17: 从这里需要 /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future:95:5: 注意：模板 std::future::type> std::async(_Fn&&, _Args&& ...) 异步（_Fn&& __fn，_Args&&... __args） ^ /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future:95:5：注意：模板参数推导/替换失败： /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future：代替'template std::future::type> std::async(_Fn&&, _Args&& ...) [with _Fn = std::launch; _Args = {bool (Region::)(int, Region1Data&, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder )>&&), 区域, int&, std::reference_wrapper, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std ::_Placeholder)>&}]': example.cpp:59:63: 'bool Region::setAllValues(D&, Fn&&) [with Fn = std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder , std::_Placeholder)>&; D = Region1Data]' example.cpp:72:39: 'bool Region::setRegion(D&) [with D = Region1Data]' 需要 example.cpp:106:17: 从这里需要 /opt/devl/optimize/gcc-4.9.3/include/c++/4.9.3/future:95:5：错误：'class std::result_of:: 中没有名为“type”的类型）（int , Region1Data&, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&&), Region, int& , std::reference_wrapper, std::_Bind::*)(int, Region1Data&)>(Region, std::_Placeholder, std::_Placeholder)>&)>'

Answer 1

setAllValues 用左值调用：

template< class D > bool Region< D >::setRegion( D& dataPack ) {
  auto func = std::bind( &Region::computeValue, this,
                         std::placeholders::_1, std::placeholders::_2 );

  return setAllValues( dataPack, func );         // func as named object is Lvalue
}

由于转发引用规则，Fn 被推断为 Fn& - 作为左值引用。

template< class D > 
template< class Fn > bool Region< D >::setAllValues( D& dataPack,
                                                     Fn&& fn )          // Fn is Fn& 

在下面

&Region::setRegionValue< std::remove_reference_t< Fn > >,
                        ^^^ you put explicitly type in template argument list 

Fn 的引用被删除。因为您将setRegionValue 的显式参数指定为Fn，所以其第三个参数的类型为Fn&& - Rvalue ref。
forward<Fn>(fn) 转发左值到右值不匹配，这就是代码失败的原因。

要将Fn 处理为左值，您可以这样写：

template< class D > 
template< class Fn > bool Region< D >::setAllValues( D& dataPack,
                                                     Fn&& fn ) {             // Fn& &&fn
  for ( int indx = 0; indx < 10; ++indx )
  {
    int input = indx * 5;
    m_futures.push_back( std::async( std::launch::async,
                                     &Region::setRegionValue< Fn >,          // <- here is Fn&
                                     this, input, std::ref( dataPack ),
                                     std::ref( fn ) ) );                     // <-
  }
  return true;
}

如果是&Region::setRegionValue< Fn >，setRegionValue 的第三个参数为Fn&。 因为async 按值获取所有参数（如衰减），您必须使用std::ref 将左值包装成std::reference_wrapper。

Working version 1

---

将右值传递给setAllValues 时，上述代码不处理大小写。

如果你写了：

return setAllValues( dataPack, std::bind( &Region::computeValue, this,
                         std::placeholders::_1, std::placeholders::_2 ) );

setAllValues 的定义应该是：

template< class D > 
template< class Fn > bool Region< D >::setAllValues( D& dataPack,
                                                     Fn&& fn ) {
  for ( int indx = 0; indx < 10; ++indx )
  {
    int input = indx * 5;
    m_futures.push_back( std::async( std::launch::async,
                                     &Region::setRegionValue< Fn >,
                                     this, input, std::ref( dataPack ),
                                     std::forward<Fn>( fn ) ) );
  }
  return true;
}

其中fn 作为临时被转发。

Working version 2

---

很难在一次调用中容纳std::ref（std::async 需要）和std::forward，您可以进行两次重载：

template < class Fn > bool     setAllValues( D&, Fn&& );   // uses std::forward
template < class Fn > bool     setAllValues( D&, Fn& );    // uses std::ref

处理这两种情况。