std::invoke - 完美的转发函子答案

【问题标题】：std::invoke - perfect forwarding functorstd::invoke - 完美的转发函子
【发布时间】：2021-09-02 04:32:32
【问题描述】：

试图理解为什么下面的例子编译失败：

#include <functional>

template <typename F>
void f1(F&& f)
{
  std::forward<F>(f)("hi");
}

template <typename F>
void f2(F&& f)
{
  std::invoke(f, "hi");  // works but can't perfect forward functor
}

template <typename F>
void f3(F&& f)
{
  std::invoke<F>(f, "hi");
}

int main()
{
  f1([](const char*) {});  // ok
  f2([](const char*) {});  // ok
  f3([](const char*) {});  // error
}

cppreference 说以下关于std::invoke：

使用参数 args 调用 Callable 对象 f。正如INVOKE(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)。仅当 std::is_invocable_v<F, Args...> 为 true 时，此重载才参与重载解析。

那么为什么f3 不等于f1？

【问题讨论】：

@JeJo 我不认为f1 中的std::forward 是多余的。 F 可以是一种行为不同的类型，具体取决于它的 operator() 是在 F 的左值还是右值上调用：godbolt.org/z/f3sjcPK14

标签： c++ c++17

【解决方案1】：

std::invoke 本身就是一个函数。在您的情况下，它的第一个参数是右值引用，而 f 是左值，因此会发生错误。

INVOKE(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...) 在函数std::invoke 被正确选择和调用后执行。基本上，您的 lambda 函数按如下方式传递：

original lambda in main -> the parameter of f3 -> the parameter of std::invoke -> the parameter of INVOKE

所以最后一步使用INVOKE(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)中的std::forward，而中间需要转发lambda（f3的参数->std::invoke的参数）。我想这就是你的困惑所在。

【讨论】：

【解决方案2】：

因为你需要std::forward<F>(f)到std::invoke()：

template <typename F>
void f3(F&& f)
{
  std::invoke<F>(std::forward<F>(f), "hi"); // works
}

考虑这两个调用之间的区别：

void f(const int&) { std::cout << "const int&" << std::endl; }
void f(int&&) { std::cout << "int&&" << std::endl; }

int main()
{
  std::cout << "first" << std::endl;
  int&& a = 3;
  f(a);
  std::cout << "second" << std::endl;
  int&& b = 4;
  f(std::forward<int>(b));
}

输出是

first
const int&
second
int&&

如果您删除 const int& 重载，您甚至会在第一次调用时遇到编译器错误：

error: cannot bind rvalue reference of type 'int&&' to lvalue of type 'int'

std::forward() 是向std::invoke() 传递正确类型所必需的。

【讨论】：

我明白了。而且我认为std::invoke<F>(std::forward<F>(f), "hi"); 和std::invoke(std::forward<F>(f), "hi"); 是等价的？

【解决方案3】：

我猜你遇到了这个错误：

注意：模板参数扣除/替换失败：
注意：不能将'f'（类型'main()::'）转换为类型'main()::&&'

这是因为在函数 f3 内部，f 是一个 L 值，但 invoke 需要一个 R 值。为了使模板参数推导/替换起作用，类型必须完全匹配。

当您将 f 完美转发到 invoke 时，此问题已解决，因为您最初从外部 f3 传递了 R 值。

【讨论】：