采用函数指针的函数模板的干净实现

Clean implementation of function template taking function pointer

本文关键字：实现 函数模板 函数 指针      更新时间：2023-10-16

我已经设法实现并测试了我的函数包装器实现，但是，界面并不像它应该的那样好：

template < typename F, F* f >
void register_function( const char* name )
{
    int (*lf) (lua_State *) = function_wrapper< F, f >;
    register_native_function( lf, name );
}

虽然这按预期工作，但用法需要显式模板参数：

register_function< decltype(hello), &hello >( "hello" );
显然，第一个参数

可以从第一个参数中推导出来，所以理想情况下我只想拥有 

register_function< &hello >( "hello" );

可能吗？有没有更整洁的方法？

更新：回答问题，为什么参数是模板化的而不是传递的：

许多绑定器（包括 Lua 绑定器，因为它是专门为 Lua 设计的）按值传递函数：

register_function("hello", &hello);

这确实更具可读性，并且从界面端更容易实现。但这也意味着函数的地址需要存储在某个地方。

要将函数绑定到 Lua，我们需要它具有以下原型：

int (*lua_CFunction) (lua_State *)

没有传递其他信息，因此这是我们从Lua调用绑定函数时获得的条目和信息。

如果绑定是在编译时完成的，我们可以在将从 Lua 执行的代码中提供一个单独的函数（通过模板），为我们提供与手写绑定相当的性能，尤其是在编译器优化样板代码的情况下。

如果绑定是在运行时完成的，那么我们就不能创建新函数，需要一个全局函数，该函数以某种方式知道它应该将调用调度到哪个函数。通常，我们根本无法获取信息，但现有的编译时 Lua 绑定器利用 Lua 自定义的每函数用户数据或闭包来存储执行执行所需的其他信息。但是，与手写绑定相比，这在性能上有很大的影响，因为可能会有额外的内存分配和闭包调度。

我在以前的绑定实现（尽管压力很大）中遇到了运行时版本的性能问题，最终将压力最大的部分重写为手写绑定，并且考虑到这次我计划在实时渲染循环中进行 lua 调用，我想找到一种更接近手写性能的解决方案。

如果我们将函数作为参数传递，显然无法在编译时创建函数绑定。

对不起，戴夫，你不能那样做。

有人提议在模板类型列表的后面从文本类型中推导出模板类型。 最后我检查了一下，它不会进入 C++1y（又名 C++14）。

宏可能会有所帮助，直到语言添加该功能：

#define REGFUNC( F ) decltype(F), (F)
register_function< REGFUNC(hello) >( "hello" );

也有人谈论在C++中添加"lambda to C 函数"支持（能够获取有状态的 lambda，并要求它生成一个 C 函数，该函数将使用该状态调用它），但我不知道进展如何。

将此问题的六年年龄添加到标记的语言版本中：C++17 允许使用占位符声明模板参数。

template < auto &F >
void register_function( const char* name )
{
    int (*lf) (lua_State *) = function_wrapper< std::remove_reference_t<decltype(F)>, F >;
    register_native_function( lf, name );
}

这对于函数特别有用，因为概念类型"可调用"实际上是许多C++类型。 （使用引用有助于避免像register_function<2>("?!")这样的愚蠢事情。

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