c++如何取模板函数实例的地址？答案

【问题标题】：c++ how to take the address of the template function instance?c++如何取模板函数实例的地址？
【发布时间】：2019-01-03 07:45:17
【问题描述】：

抱歉代码不重要（也在 wandbox here 上）

#include <memory>
#include <cstdio>

template< typename T, size_t N, typename ... Args >
 void test_1 ( Args ... args)
 {
    using namespace std;

    if constexpr( 1 > (sizeof... (args))  ) {
         return;
    }
    else 
    {
    auto    arg_list [[maybe_unused]] = { args ... };
    }
 }
    template< typename T, size_t N, typename ... Args >
    void test_2 ( Args ... args)
    {
      auto  arg_list [[maybe_unused]] = { args ... };
    }
  ///////////////////////////////////////////////////////////
 int main()
 {
     test_1<int,3>(1,2,3);
     test_2<int,3>(1,2,3);

// taking the function pointer (aka address of) leads to
// full instantiation of function template 
constexpr auto adr_1 [[maybe_unused]] = std::addressof(test_1<int,3>);
// no can do --> constexpr auto adr_2 = std::addressof(test_2<int,3>);

}

所以。从上面可以看出，获取模板函数指针（也称为地址）会导致函数模板的完整实例化。

这有点不幸。如果一个人使用模板函数实例化的地址，那将产生一个完整的实例化。即使那个永远不会被调用。

     // pointer to instance made but instance never used
     constexpr auto adr_5 [[maybe_unused]] = std::addressof(test_1<float,9>);
     // pointer to instance made but instance never used
     constexpr auto adr_of_big_foot_gun 
           [[maybe_unused]] = std::addressof(test_1<bool,99>);
     // pointer to instance made but instance never used
     constexpr auto adr_of_crazy [[maybe_unused]] = 
                 std::addressof(test_1<char, 0xFFFF>);

现在。如何避免这种情况？请注意上面的代码意味着编译器会这样做：

        // this line
        std::addressof( test_2<int,3> )

        // provokes something like this
        // which needs to be compiled
        test_2<int,3>(void) ;

这就是为什么可以取上面test1的地址，但不能取test_2的原因。也许对我来说，这根本没有任何意义。通过这个，我的具体意思是编译函数模板实例，就好像通过使用 void 参数调用它一样？这反过来意味着，如果没有constexpr-if，将很难在上面写 test_1。这反过来（几乎）意味着没有 c++11 也没有 c++14。

请讨论...

【问题讨论】：

没有办法绕过这个。某些东西需要存在才能有地址。您究竟希望您的未实例化函数模板特化的地址是什么？
那么，你想避免实例化，但是你期望什么指针值呢？你只需要函数类型吗？
您是否尝试进行诸如“函数在调用函数指针时实例化”之类的优化？如果是这样，这是不可能的，因为 c++ 仅在编译时执行此技巧。如果您对adr_1 == nullptr 没问题，那么只需typedef 您的函数指针类型并将其分配给nullptr。
是的，这正是一个相当不错的东西。在编译器中。
注意std::addressof( test_1<int,3> ) != std::addressof( test_1<int,3, char> )，所以无效test_2<int,3>的地址无论如何都没用。

标签： c++ function templates pointers

【解决方案1】：

这有点不幸。如果使用模板的地址函数实例化，这将产生一个完整的实例化。

这并不不幸。这就是语言的工作方式。如果你得到一个模板函数的地址（从函数模板实例化的函数），这个函数必须存在。也就是说，它必须从对应的函数模板中实例化出来。

如何避免这种情况？

没有办法。这是一种非常合理的预期行为。

【讨论】：

感谢您的回答。也许对我来说，这根本没有任何意义。通过这个，我的具体意思是编译有趣的模板实例，就好像通过使用 void 参数调用它一样。这反过来意味着，如果没有constexpr-if，将很难写出上面的 test_1。这反过来（几乎）意味着没有 c++11 也没有 c++14。
@Edgar Rokjan “你不能专门化函数模板”。我觉得你可以？ de.cppreference.com/w/cpp/language/template_specialization
@phön 我丢失了一个重要的词：部分。非常感谢您的评论！
@phön，我从问题中删除了“专业化”一词，因为它与 Edgar 正确的用例无关。
函数模板就是这样：一个模板。在实例化之前，它不存在于实际程序中。您不能获取不存在的东西的地址。如果您不想实例化某些特定版本的模板函数，您可以传递这些类型参数：test_2<int, 3, char, double, int> 等

【解决方案2】：

为了取一个地址，你需要一个完整的实例化，否则没有什么可以指向的。请记住，编译器不会在运行时完成部分参数化模板的生成。即使在只知道函数指针的不同调用站点，编译器也无法实例化模板，因为它可能不知道。

test2<int, 3, ...>（或test1）的实例是不同的函数，根据参数的不同，它们永远不可能有一个地址。例如，test2<int,3, int> 与 test2<int, 3, int, int> 不同，它接受不同的参数并用它们做不同的事情。它们的地址不同，对应的函数指针的类型也不同。

可能，根据您使用地址的方式，您可以在编译时通过模板参数化（如果指针本身是已实例化或未实例化的模板的一部分）或 constexpr-if 构造来关闭它们。

同样，如果在所有目标文件中都没有对指针的任何引用，链接器可能会使用正确的选项删除不必要的实例化模板，但这不能保证，您仍然需要支付编译费用时间成本。

【讨论】：