确定可调用对象是否具有模板参数

Question

是否可以确定可调用对象（函数、lambda 表达式、仿函数等）的第一个参数是否依赖于模板参数？例如：（使用假设的类型特征）

#include <iostream>

template <typename T>
void f1(T x) {}

void f2(int x) {}

int main() {
    auto f3 = [](auto x) {};

    std::cout << std::boolalpha
              << is_first_arg_generic<decltype(f1)>::value << std::endl
              << is_first_arg_generic<decltype(f2)>::value << std::endl;
              << is_first_arg_generic<decltype(f3)>::value << std::endl;
}

输出：

true
false
true

Answer 1

不，我不相信这是可能的。

函数模板f1 很难使用，因为在类型或表达式中几乎所有可能的f1 使用都必须立即将其转换为特定类型，只选择模板的一个特化，否则立即导致编译器错误。没有办法只传递模板名称，因此它可以在 SFINAE 上下文中使用，因为模板模板参数仅适用于类模板和别名模板，而不是函数模板。

对于一组重载的非模板函数的名称，您实际上会遇到完全相同的问题。

但有一件事更接近帮助：将所需的函数模板或重载函数包装在通用 lambda 中。现在它至少可以用作模板参数。问题就归结为找出你的f3。

如果给定类型以某种方式已知或假定为闭包类型，则很容易检测它是否是泛型 lambda 的类型：表达式 &F::operator() 对非泛型 lambda 有效，而对非泛型 lambda 无效通用 lambda。此外，您可以检测是否可以使用特定的参数类型列表调用任何可调用类型，和/或是否可以通过类型推导来专门化给定可调用类的operator() 以产生特定的参数类型列表

但这就是我认为我们可以接受的程度。实际上有无数个可能的参数/参数类型列表。如果你能以某种方式将你关心的检查限制在一个有限的列表中，你可以尝试所有这些。 （或者，如果您可以选择一组不依赖于任意标识符的可数可能性，则可以尝试编译器允许的最大实例化次数。）但这并不能真正解决问题。如果多个参数类型作为第一个参数是有效的，它仍然可以是一个非模板函数，其第一个参数类型可以从多个类型隐式转换。或者即使您可以确定只有一个第一个参数类型是有效的，或者只有一个函数参数列表是有效的，您仍然可以拥有一个函数模板，其第一个参数是一个依赖类型，它只会根据通过其他方式推导出的可能的模板参数。

Answer 2

理论上编译器可以知道。

但是没有。 f1 是模板，不是函数，甚至不是类型，所以不能将它传递给任何模板参数列表。

虽然可以确定函数类型的第一个参数的类型。您可以尝试两次实例化模板，如果第一个参数的类型在两个模板实例之间不同，那么它就是模板化参数。当然，它通常不适用于每种模板（即，在某些模板中，两个不同模板参数的参数类型可能相同）。

我制作这个是为了我的使用（可能有更好的成熟变体——也许在 Boost 中？）：

#include <functional>

template< typename F >
struct function_traits;

template< typename Result, typename... Params >
struct function_traits< Result( Params... ) >{
    static const size_t paramCount = sizeof...( Params );

    using result = Result;

    template< size_t i >
    using param = typename std::tuple_element<  i, std::tuple< Params... >  >::type;
};

template< typename Result, typename... Params >
struct function_traits< Result(*)( Params... ) >
    : public function_traits< Result( Params... ) > {
};

template< typename Result, typename... Params >
struct function_traits<  std::function< Result( Params... ) >  >
    : public function_traits< Result( Params... ) >{
};

// shortcuts to help avoid the weird "typename" and "template" disambiguators
template< typename T >
using function_result_t = typename function_traits<T>::result;

template< typename T, size_t i >
using function_param_t = typename function_traits<T>::template param<i>; // lol, that's evil syntax

所以对于这种情况，我会像这样使用它：

using first_param_type_1st_try = function_param_t< f1<int>, 0 >;
using first_param_type_2nd_try = function_param_t< f1<unsigned>, 0 >;

bool is_first_param_probably_templated
    = !std::is_same_v<first_param_type_1st_try, first_param_type_2nd_try>;

虽然这有一半是没有意义的，因为你知道非模板函数的第一个参数是非模板的。而且您必须将任何模板名称实例化为类型名称。

您可以使用 SFINAE 并将函数包装在测试模板中来解决其中的一些问题。再一次，它会很丑陋，而且通常不能正常工作。