传递具有模板化返回类型的 std::function 类型

Question

我有一个函数

template<typename P = int_fast16_t, typename I>
std::vector<std::vector<P>> f(
    I xb, I xe, I yb, I ye,
    std::function<P(typename std::iterator_traits<I>::value_type,
                    typename std::iterator_traits<I>::value_type)> &&score_function,
    P ID = -1, P S = -1, P M = 1)

它需要两对迭代器和一个函数，该函数应该比较迭代器的 value_type 的两个元素并返回 P 类型的值。

这给了我一个错误

./h.hpp:47:32: note: candidate template ignored: could not match 'function<type-parameter-0-0 (typename iterator_traits<type-parameter-0-1>::value_type, typename iterator_traits<type-parameter-0-1>::value_type)>' against 'stringAlgorithms::scoring::plus_minus_one'
   std::vector<std::vector<P>> nw_score_matrix(I xb, I xe, I yb, I ye, 

现在，如果我将其更改为使用特定的返回类型 P

template<typename P = int_fast16_t, typename I>
   std::vector<std::vector<P>> nw_score_matrix(I xb, I xe, I yb, I ye, std::function<int_fast16_t(typename std::iterator_traits<I>::value_type, typename std::iterator_traits<I>::value_type)> &&score_function, P ID = -1, P S = -1, P M = 1)

这编译。

在这种情况下，函数 plus_minus_one 是

  struct plus_minus_one {
     template<typename T, typename R = int_fast16_t>
     R operator()(const T &x, const T &y) { return x == y ? 1 : -1; }
  };

并通过使用

scoring::plus_minus_one matchScoring;

和

nw_score_matrix(x.begin(), x.end(), y.begin(), y.end(), matchScoring);

我意识到我可以在模板中声明一个类型名 F 并将 score_function 设为

F &&score_function

但是我想确保如果有人创建了特定于某些类型的函子/lambda，则该函数处理正确的类型。那么为什么声明不编译呢？

编辑：找到一个完整的例子https://github.com/meconlen/stringAlgorithms/tree/soq

Answer 1

要调用该函数，您实际上需要给它一个std::function：

scoring::plus_minus_one matchScoring;
std::function<int_fast16_t(int,int)> score_function = matchScoring;
nw_score_matrix(x.begin(), x.end(), y.begin(), y.end(), std::move(score_function));

否则，编译器会进行太多转换，无法确定您要执行的操作。

Answer 2

简要说明。当你写：

template <typename P = int>
void f(std::function<P()>) {}

那么P 仍处于推断上下文中，这意味着编译器将尝试根据参数表达式的类型推断P，而忽略默认值（int）。但是类型推导只有推导类型，即实参表达式的类型必须与对应参数的类型相匹配，这样编译器才会推导缺失类型的模板形参.

所以，一旦你像下面这样调用函数：

std::function<float()> a;
f(a);

编译器会将P 替换为float。

现在，如果您想传入，例如函数地址：

char foo() { return {}; }
f(&foo);

编译器会抱怨它不能推导出P，因为：

1. 它仍处于推断的上下文中。
2. 参数类型（char(*)()）与参数类型std::function<P()>不匹配。

也就是说，编译器不知道std::function<P()> 的签名中的P 应该与函数指针的返回类型char 匹配。

比如说，你可以明确地强制类型：

f<char>(&foo);

但这不是很灵活。

您也可以将std::function 放在非推导上下文中，并让P 在别处推导：

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

template <typename P>
void f(typename identity<std::function<P()>>::type, P c) {}

f(&foo, 'a'); // P will be deduced from the 'a' argument

但是如果c 是默认的并且没有在函数调用参数列表中指定，这将不起作用。

没有什么能阻止你推断出参数表达式的确切类型：

template <typename F>
void f(F&& f) {}

f(&foo);

如果您关心，您可以随时检查 f 返回的任何内容是否可转换为 P，或者只是读取该类型。

在您的场景中，完全不相关类型 (plus_minus_one) 的实例作为std::function 的实例传递，因此很明显，推导失败。编译器不知道它必须查看它的operator()，并使用它的默认返回类型。

std::function 本身就是一个类型橡皮擦，在你的情况下，你真的不需要擦除任何类型。

Answer 3

使用 Piotr Skotnicki 提供的建议，我为您获得了以下可能的解决方案。您希望 C++ 推断 score_function 本身的类型，而不是它的嵌套类型。然而，一旦你有了那个类型——让我们称之为F，那么你就可以手动检索你需要的东西。

此辅助特征结构从您的代码中提取P 给定功能类型F（这基本上是Piotr Skitnicki 的评论）

template<typename F, typename I>
struct PP {
    typedef typename std::decay<typename std::result_of<
      F(typename std::iterator_traits<I>::value_type,
        typename std::iterator_traits<I>::value_type)
      >::type>::type type;
};

现在，借助此帮助，您可以将函数定义为：

template<typename I, typename F>
   std::vector<std::vector<typename PP<F,I>::type>>
     nw_score_matrix(I xb, I xe, I yb, I ye,
                     F &&score_function,
                     typename PP<F,I>::type ID = -1,
                     typename PP<F,I>::type S = -1,
                     typename PP<F,I>::type M = 1)
   {
       typedef typename PP<F,I>::type P;

       ....... your existing code ......
   }

... 然后您可以在调用站点调用该函数而无需进行任何更改。特别是，您不需要将matchScoring 转换为std::function 对象。

我相信它符合您的要求，即 F 可能是函子、std::function 或 lambda - 它应该适用于所有情况。