我可以在编译时初始化对象的 C 风格函数指针，以便它调用对象的成员函数吗？

Question

我正在编写一个类来包装一个需要回调函数指针的库。见下文：

struct LibraryConfig {
    // Omitting other members...
    void (*callback)(const char *);
};

class MyClass {
private:
    LibraryConfig m_config;

public:
    MyClass(const LibraryConfig &config) {
        // Initialize m_config using config, would like to set callback so that it calls
        // this->myCallback().
    }

    void myCallback(const char *);
};

只会声明 MyClass 的静态实例，因此可以在编译时保持构造。我已经尝试了接受 MyClass 指针的 lambdas 和模板函数，但我要么无法在构造函数中完成此操作，要么无法在编译时完成此操作（通过 this 或 &myClass 获取实例的地址在编译时似乎不可能）。

constexpr 参数将来可能会被允许，这使得实现起来很简单，但是现在有没有办法用 C++20 来实现呢？

Answer 1

是的，这显然是可能的。看下面的sn-p：

struct LibraryConfig {
    void (*callback)(const char *);
};

class MyClass {
private:
    LibraryConfig config;

public:
    consteval MyClass(const LibraryConfig& cfg) :
        config(cfg) {}

    void myCallback(const char *data);
};

int main()
{
    constinit static MyClass mc = {{
        [](const char *data) { mc.myCallback(data); }
    }};
}

请参阅 Compiler Explorer here 上的工作示例。由于mc 是静态的，因此允许 lambda 访问它而无需捕获。此解决方案可能有改进的余地，例如让 lambda 由函数产生。

编辑：

我想出了一个通用函数来创建 lambda：

template<auto& inst, auto func>
consteval auto make_member_callback()
{
    return []<typename... Args>(Args... args) { (inst.*func)(args...); };
}

这使得以下操作成为可能 (compiler explorer)：

constinit static MyClass mc {{
    make_member_callback<mc, &MyClass::myCallback>()
}};

编辑 2：

这是我最后一次尝试，初始化是在类中完成的：

struct LibraryConfig {
    void (*callback)(const char *);
};

template<auto& v, auto f>
constexpr auto member_callback = [](auto... args) { (v.*f)(args...); };

class MyClass {
private:
    LibraryConfig config;

public:
    consteval MyClass(const LibraryConfig& cfg = {}) :
        config(cfg) {}

    template<MyClass& MC>
    constexpr static MyClass& init() {
        MC.config.callback = member_callback<MC, &MyClass::myCallback>;
        return MC;
    }

    void myCallback(const char *data);
};

int main()
{
    constinit static MyClass mc = (mc = MyClass(), MyClass::init<mc>());
}