完美转发和 std::tuple

Question

考虑以下代码：

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>

// A.
template <typename... Args>
void f (const char* msg, Args&&... args)
{
    std::cout << "A. " << msg << "\n";
}

// B.
template <typename... Args>
void f (const char* msg, std::tuple<Args...>&& t)
{
    std::cout << "B. " << msg << "\n";
}

struct boo
{
    const std::tuple<int, int, long> g () const
    {
        return std::make_tuple(2, 4, 12345);
    }
};

int main ()
{
    f("First", 2, 5, 12345);
    f("Second", std::make_tuple(2, 5, 12345));

    boo the_boo;
    f("Third", the_boo.g());
    f("Fourth", std::forward<decltype(std::declval<boo>().g())>(the_boo.g()));

    return 0;
}

输出将是：

A. First
B. Second
A. Third
A. Fourth

从输出很明显，它没有做我想做的事，也就是说我希望 Third 和 Fourth 通过 B. 版本的函数。 Fourth 调用中的 std::forward 是多余的，因为那里不会发生完美的转发。为了有完美的转发，我知道：

• 我必须在类型推导上下文中有一个右值引用
• 参数的类型必须是函数的模板类型

我知道它不起作用。但我没有完全掌握：

• 为什么使用 std::tuple 改变了上下文，导致它无法按预期工作？为什么模板参数不能是类型 对于另一个模板类型？

• 我怎样才能（优雅地）修复它？

Answer 1

您的问题是，在第三和第四中，您传递了一个 const std::tuple，其中 B. 需要一个非常量版本。

当编译器尝试为调用f 生成代码时，它会看到您正在使用const std::tuple 进行调用，因此推断Args... 的类型为const std::tuple。调用 B. 无效，因为变量具有与预期不同的 const 限定。

要解决这个问题，只需让g() 返回一个非常量元组。

---

编辑：

如您在问题中所说，为了实现完美转发，您需要一个推断的上下文。当你在函数参数列表中说std::tuple<Args...>&&时，Args...被推导出来，但std::tuple<Args...>&&不是；它只能通过右值引用。为了解决这个问题，该参数需要采用T&& 的形式，其中推导出T。

我们可以使用自定义类型特征来实现这一点：

template <typename T>
struct is_tuple : std::false_type {};

template <typename... Args>
struct is_tuple <std::tuple<Args...>> : std::true_type {};

然后我们使用这个 trait 为元组启用单参数模板：

// B.
template <typename T, typename = typename std::enable_if<
                          is_tuple<typename std::decay<T>::type>::value
                          >::type>
void f (const char* msg, T&& t)
{
    std::cout << "B. " << msg << "\n";
    std::cout << "B. is lval == " << std::is_lvalue_reference<T>() << "\n";
}

或者：

//! Tests if T is a specialization of Template
template <typename T, template <typename...> class Template>
struct is_specialization_of : std::false_type {};

template <template <typename...> class Template, typename... Args>
struct is_specialization_of<Template<Args...>, Template> : std::true_type {};

template <typename T>
using is_tuple = is_specialization_of<T, std::tuple>;

is_specialization_of 取自 here 并由 this question 建议。

现在我们有了完美的转发！

int main ()
{
    f("First", 2, 5, 12345);
    f("Second", std::make_tuple(2, 5, 12345));

    boo the_boo;
    f("Third", the_boo.g());
    f("Fourth", std::forward<decltype(std::declval<boo>().g())>(the_boo.g()));

    auto the_g = the_boo.g();
    f("Fifth", the_g);

    return 0;
}

输出：

A. First
B. Second
B. is lval == 0
B. Third
B. is lval == 0
B. Fourth
B. is lval == 0
B. Fifth
B. is lval == 1