在 C++ 中获取当前函数的返回类型

Question

此问题与Get return type of function in macro (C++) 类似，但已有 10 年历史，没有人回答。任何其他解决方案都将被接受。

我想创建一个仅在不满足条件时从函数返回的断言宏，例如：

#define ASSERT(X) if(!(X)) return {};

如果包含函数返回 void，这将不起作用，但我不想创建 2 个宏。我希望能够在不更改代码的情况下添加/删除返回值。我的想法是创建一个辅助函数：

template<class T>
T re(){
    if constexpr( std::is_same<T, void>::value ){
        return;
    }
    else if constexpr( ! std::is_same<T, void>::value ){
        return {};
    }
}

现在宏可以像这样工作：

double f(int *i){
    if(i == nullptr){
        typedef std::invoke_result<decltype(&f),int>::type T; // only works for this function
        return re<T>();
    }
    return 1.0;
}

但我需要当前函数的返回类型 T 而不必调用 ASSERT(i != nullptr, double) 之类的东西，因为这样我就可以简单地使用 2 个宏。此外，像 __func__ 和 std::source_location 这样的宏只是字符串。

Answer 1

这可以使用__PRETTY_FUNCTION__ (GCC, Clang) /__FUNCSIG__ (MSVC) 来实现，这是一种非标准扩展，可为您提供当前函数的名称，包括返回类型。

您可以在编译时分析字符串以查看其中是否包含void：

#include <string_view>

struct AnyType
{
    template <typename T>
    operator T()
    {
        return {};
    }
};

template <bool IsVoid>
auto foo()
{
    if constexpr (IsVoid)
        return;
    else
        return AnyType{};
}

#ifndef _MSC_VER
#define FUNCNAME __PRETTY_FUNCTION__
#else
#define FUNCNAME __FUNCSIG__
#endif

#define ASSERT(x) if (!bool(x)) return foo<std::string_view(FUNCNAME).starts_with("void ")>()

void x()
{
    ASSERT(0);
}

int y()
{
    ASSERT(0);
}

这需要更多的测试，以确保您不能用尾随返回类型破坏它，并在函数定义中添加各种东西（属性、调用约定等）。

Answer 2

如果您不知道函数的返回类型，则没有表达式X，其中语句return X; 对void-returning 函数和返回任意类型的函数都有效。

可以创建一个特殊的用户定义模板类型，其中return X; 将适用于多种类型。例如，return std::nullopt; 对于返回任何optional<T> 的函数始终有效。您可以从像 nullopt 这样的对象创建具有类似隐式转换属性的类似类型，该类型具有允许“携带”void 类型的特化（不允许使用std::optional<void>，尽管您可以使用无状态类型相当于void)。

当然，这现在需要调用者从您的类型中提取返回值（如果有的话）。这也意味着它必须检查是否返回了一个值。

expected<T, E> 类型（其中有几种实现）代表了您所说的类型。不同之处在于它们携带T 或E（T == void 的特殊情况），其中携带E 表示预期返回的消费者的错误值处理。

但所有这些都需要更改函数的实际返回值。如果你一心只想使用简单的类型，如void、double、int 等，那么无论你在做什么，你都必须有不同的宏。