在 C++ 泛型编程中处理 void 赋值

Question

我有包装任意 lambda 并返回 lambda 结果的 C++ 代码。

template <typename F>
auto wrapAndRun(F fn) -> decltype(F()) {
    // foo();
    auto result = fn();
    // bar();
    return result;
}

除非F 返回void (error: variable has incomplete type 'void')，否则此方法有效。我曾想过使用ScopeGuard 运行bar，但如果fn 抛出，我不希望bar 运行。有什么想法吗？

附：后来发现有a proposal to fix this inconsistency。

Answer 1

这是一个非常尴尬且不可扩展的解决方案，但非常简短且简单，它支持RVO，这对于某些返回类型可能很重要：

template <typename F>
auto wrapAndRun(F fn) -> decltype(F()) {
    // foo();
    char c;
    auto runner = std::unique_ptr<char, decltype(bar)>( &c, bar );
    try {
        return fn();
    }
    catch( ... ) {
        runner.release();
        throw;
    }
}

Answer 2

您可以编写一个简单的包装类来处理这部分内容：

template <class T>
struct CallAndStore {
    template <class F>
    CallAndStore(F f) : t(f()) {}
    T t;
    T get() { return std::forward<T>(t); }
};

并且专精：

template <>
struct CallAndStore<void> {
    template <class F>
    CallAndStore(F f) { f(); }
    void get() {}
};

你可以通过一个小的工厂函数来提高可用性：

template <typename F>
auto makeCallAndStore(F&& f) -> CallAndStore<decltype(std::declval<F>()())> {
    return {std::forward<F>(f)};
}

那就用吧。

template <typename F>
auto wrapAndRun(F fn) {
    // foo();
    auto&& result = makeCallAndStore(std::move(fn));
    // bar();
    return result.get();
}

编辑：在get 中使用std::forward 转换，这似乎也可以正确处理从函数返回的引用。

Answer 3

使用 SFINAE 的解决方案，其想法是在内部创建一个 void 函数实际上返回 int - 希望编译器会优化它。在外部wrapAndRun 将返回与包装函数相同的类型。

http://coliru.stacked-crooked.com/a/e84ff8f74b3b6051

#include <iostream>

template <typename F>
auto wrapAndRun1(F fn) -> std::enable_if_t<!std::is_same_v<std::result_of_t<F()>, void>, std::result_of_t<F()>> {
    return fn();
}


template <typename F>
auto wrapAndRun1(F fn) -> std::enable_if_t<std::is_same_v<std::result_of_t<F()>, void>, int> {
    fn();
    return 0;
}

template <typename F>
auto wrapAndRun(F fn) -> std::result_of_t<F()> {
    // foo();
    [[maybe_unused]] auto result = wrapAndRun1(fn);    
    // bar();        
    if constexpr (std::is_void_v<std::result_of_t<F()>>)
        return;
    else
        return result;
}

int main()
{
    wrapAndRun([] { std::cout << "with return \n"; return 0; });
    wrapAndRun([] { std::cout << "no return \n"; });
}

Answer 4

新增的 C++17 if constexpr 在这里可能会有所帮助。你可以在编译时选择是否返回fn()的结果：

#include <type_traits>

template <typename F>
auto wrapAndRun(F fn) -> decltype(fn())
{
    if constexpr (std::is_same_v<decltype(fn()), void>)
    {
        foo();
        fn();
        bar();
    }
    else
    {
        foo();
        auto result = fn();
        bar();
        return result;
    }
}

正如你所说的 C++2a 也是一个选项，你也可以利用概念，对函数施加约束：

template <typename F>
  requires requires (F fn) { { fn() } -> void }
void wrapAndRun(F fn)
{
    foo();
    fn();
    bar();
}

template <typename F>
decltype(auto) wrapAndRun(F fn)
{
    foo();
    auto result = fn();
    bar();
    return result;
}

Answer 5

另一个技巧可能是利用逗号运算符，例如：

struct or_void {};

template<typename T>
T&& operator,( T&& x, or_void ){ return std::forward<T>(x); }

template <typename F>
auto wrapAndRun(F fn) -> decltype(fn()) {
    // foo();
    auto result = ( fn(), or_void() );
    // bar();
    return decltype(fn())(result);
}

Answer 6

你可以看看 Alexandrescu 的 ScopeGuard：ScopeGuard.h 它只在没有异常时执行代码。

template<class Fn>
decltype(auto) wrapAndRun(Fn&& f) {
  foo();
  SCOPE_SUCCESS{ bar(); }; //Only executed at scope exit when there are no exceptions.
  return std::forward<Fn>(f)();
}

所以在没有错误的情况下，执行顺序是：1. foo(), 2. f(), 3. bar()。如果出现异常，顺序为：1. foo(), 2. f()