如何使用可变参数使模板推断函数的返回类型

Question

堆栈溢出的某个人编写了一种有趣的方法来将 lambda 或仿函数捕获到您自己的类中。我试图简化它，我想我已经接近但遇到了一些麻烦。他们的例子是：

// OT => Object Type
// RT => Return Type
// A ... => Arguments

template<typename OT, typename RT, typename ... A>
struct lambda_expression {
    OT _object;
    RT(OT::*_function)(A...)const; // A pointer to a member function, 
                                   // specifically the operator()

    lambda_expression(const OT & object) // Constructor
        : _object(object), 
          _function(&decltype(_object)::operator()) {} // Assigning the function pointer

    RT operator() (A ... args) const {
        return (_object.*_function)(args...);
    }
};

基本上这可以让你去：

int captureMe = 2;
auto lambda = [=](int a, int b) { return a + b + captureMe;};
lambda_expression<decltype(lambda), int, int, int>(lambda); 

我试图简化这一点，并认为不需要包含在 lambda_expression 类中的指针，因为您可以调用函数对象本身，而不是调用指向 operator() 的指针。所以我尝试了这个：

template <typename OT, typename ... Args>   // No Return type specified
struct lambdaContainer
{
    lambdaContainer(OT funcObj) : funcObj(funcObj){ }
    OT funcObj; // No pointer, just the function object.

    auto operator()(Args... args) 
    {
        return funcObj(args...); // Call the function object directly
    }
};

然后是这样的：

int captureMe = 2;
auto lambda = [=](int a, int b) { return a + b + captureMe; };

lambdaContainer<decltype(lambda), int, int> lam(lambda);

auto i = lam(1, 1);
// i = 4;

我写这行的地方：

auto operator()(Args... args) 
    {
        return funcObj(args...); 
    }

显然：

 decltype(auto) operator()(Args... args) //works in C++14 apparently.

但我尝试不使用 auto 关键字，但我失败了，我想了解 Args... 是如何工作的。我试过了：

decltype(funObj(Args...) operator()(Args... args) // this failed
decltype(OT(Args...) operator() (Args... args) // this failed
auto operator() (Args... args) -> decltype(funcObj(Args...)) // this failed
auto operator() (Args... args) -> decltype(OT(Args...)) // this failed

如何扩展 Args 参数以便模板可以推断返回类型？这只有在 auto 上才有可能吗？

Answer 1

decltype(e) 采用 表达式 e 并计算出该表达式 的类型。您需要提供一个 表达式 来表示您存储的 lambda 的调用：

auto operator()(Args... args) 
    -> decltype(std::declval<OT>()(std::declval<Args>()...))

在这种情况下，我使用std::declval 来创建可用于推理目的的对象的“假实例”，而无需实际调用任何构造函数。

让我们进一步分解：

-> decltype(
    std::declval<OT>()          // create a fake instance of `OT`
    (                           // invoke it
        std::declval<Args>()... // create a fake instance of each argument 
                                // type, expanding `Args...`
    )
)

live example on wandbox

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顺便说一句，您仍然应该在对funcObj 的调用中使用std::forward 参数，因为可能有一些右值引用需要进一步向下传播：

auto operator()(Args... args) 
{
    return funcObj(std::forward<Args>(args)...); 
}