是否可以在 C++ 中将函数（-name）作为模板参数？

Question

我不想要函数指针开销，我只想要具有相同签名的两个不同函数的相同代码：

void f(int x);
void g(int x);

...

template<typename F>
void do_work()
{
  int v = calculate();
  F(v);
}

...

do_work<f>();
do_work<g>();

这可能吗？

---

为了消除可能的混淆：“模板参数”是指模板的参数/参数和不是一个函数参数，其类型是模板化的。

Answer 1

你的想法没问题，但你不是在传递一个类型，而是一个值（特别是一个函数指针>。或者，传递一个提供函数的模板策略 - 阅读 Andrei Alexandrescu 的 Modern C++ Design 是个好主意。

#include <iostream>

int f(int x) { return 2 * x; }
int g(int x) { return -3 * x; }

typedef int (*F)(int);

template<F f> 
int do_work() 
{ 
    return f(7);
} 

int main()
{
    std::cout << do_work<f>() << '\n'
              << do_work<g>() << '\n'; 
}

或

int calculate() { return 4; }

struct F { int do_something_with(int x) { return 2 * x; } };
struct G { int do_something_with(int x) { return -3 * x; } };
// or, make these functions static and use Operator::do_something_with() below...

template<typename Operation> 
int do_work() 
{ 
    int v = calculate(7);
    return Operation().do_something_with(v);
} 

int main()
{
    std::cout << do_work<F>() << '\n'
              << do_work<G>() << '\n'; 
}

Answer 2

一种极有可能生成直接函数调用的方法是使用静态成员函数，因为它没有给编译器选项：

struct F { static void func(int x) { /*whatever*/ } };
struct G { static void func(int x) { /*whatever*/ } };

template<class T>
void do_work() {
    T::func(calculate());
}

没有函数指针，没有临时变量，也没有不必要的this。当然，我什么都不保证，但是即使禁用了优化，生成的代码也应该是合理的。

Answer 3

您可以将函数指针作为模板参数，但函数对象更“C++”。但是，您可以以同时接受这两种变体的方式编写函数模板：

#include <iostream>

void f(int x)
{
    std::cout << "inside function f\n";
}

struct g
{
    void operator()(int x)
    {
        std::cout << "inside function object g\n";
    }
};

template <typename Functor>
void do_work(Functor fun)
{
    fun(42);
}

int main()
{
    // template argument is automatically deduced
    do_work(&f);
    // but we could also specify it explicitly
    do_work<void(*)(int)>(&f);

    // template argument is automatically deduced
    do_work(g());
    // but we could also specify it explicitly
    do_work<g>(g());
}

在这里，名称Functor 暗示了可以通过f(x) 语法调用的任何类型。函数自然支持这种语法，对于函数对象，f(x) 是 f.operator()(x) 的语法糖。

Answer 4

不，您需要使用operator() 将函数包装在包装类中。这是一个例子：

class Functor_f
{
public:
    void operator()(int x)
    {
    }
};

class Functor_g
{
    public:
    void operator()(int x)
    {
    }
};



template<typename F>
void do_work()
{
  F f;
 int v = calculate();
  f(v);
}


int main()
{
    do_work<Functor_f>();
    do_work<Functor_g>();

}

您可以使用std::ptr_fun 自动为您执行此包装。例如：

void f(int x)
{
}

void g(int x)
{
}

template<typename F>
void do_work(F f)
{
 int v = calculate();
  f(v);
}


int main()
{
    do_work(std::ptr_fun(f));
    do_work(std::ptr_fun(g));

}