基于模板参数类型调用函数

Call function based on template argument type

本文关键字:调用 函数 类型 参数 于模板      更新时间:2023-10-16

有两个"C"函数:

void fooA(const char*);
void fooW(const wchar_t*);

还有一个包装器模板函数:

template<typename _TChar>
void foo(const _TChar* str)
{
     // call fooA or fooB based on actual type of _TChar
     // std::conditional .. ?
         // fooA(str); 
         // fooW(str);
}

如果调用者调用foo("Abc"),该模板函数应该在编译时调用fooA。同样,foo(L"Abc")应该对fooW进行最后的呼叫。

我该怎么做?我想用std::conditional,但做不到。

我不能使fooAfooB重载,因为它们是C函数。

您可以将所有版本的wchar_t放在一个类模板中,例如overloads和它们的char对应部分在其专门化中,如下所示:

template<typename WideCharVersion> 
struct overloads
{
    void foo(wchar_t const * arg)
    {
       FooW(arg);
    }
    //more wchar_t functions
};
template<> 
struct overloads<std::false_type>
{
    void foo(char const * arg)
    {
       FooA(arg);
    }
    //more char functions
};
//a friendly alias!
template<typename T>
using is_wide_char = typename std::is_same<whar_t, T>::type;

然后你可以使用它们作为:

template<typename _TChar>
void foo(const _TChar* str)
{
    overloads<is_wide_char<_TChar>>::foo(str);
}

表达式SFINAE使它很容易!

另一种方法是使用表达式SFINAE,它不需要你编写像overloads这样的东西,并且用更少的代码完成相同的工作:

template<typename _TChar>
void foo(const _TChar* str)
{
    invokeOne(fooA, fooW, str);
}

然后你可以实现invokeOne为:

 template<typename F1, typename F2, typename ... Args>
 auto invokeOne(F1 f1, F2 f2, Args && ... args) -> decltype(f1(args...))
 {
     return f1(args...);
 }
 template<typename F1, typename F2, typename ... Args>
 auto invokeOne(F1 f1, F2 f2, Args && ... args) -> decltype(f2(args...))
 {
     return f2(args...);
 }

看一下在线演示。

在这种方法中,您不必将重载添加到overloads类模板中,也不必将添加到其专门化中。相反,您只需将它们作为参数传递给invokeOne, CC_14将为您调用正确的重载。

希望对你有帮助。

然后重载另一个函数。我假设foo做更多的工作,需要是一个模板。然后调用foo_forward_call,定义如下:

void foo_forward_call(char const* ptr) {
    FooA(ptr);
}
void foo_forward_call(wchar_t const* ptr) {
    FooW(ptr);
}

和在呼叫现场:

template<typename _TChar>
void foo(const _TChar* str)
{
    foo_forward_call(str);
}

在c++ 1z中,你可以使用constexpr if,但说实话,我认为重载的解决方案仍然更具可读性。

template<typename _TChar>
void foo(const _TChar* str)
{
    if constexpr(std::is_same<_TChar, char>::value) {
        FooA(str);
    } else {
        FooW(str);
    }
}

或者,您可以使用Boost.Hanaoverload:
template<typename _TChar>
void foo(const _TChar* str)
{
    hana::overload(fooA, fooW)(str);
}

演示
顺便说一下:你应该避免在你的程序中使用下划线大写字母的名字。它们被保留用于实现任何用途(即宏),并可能导致严重的名称冲突。

对于模板来说,这似乎是一件非常奇怪的事情。我建议使用普通重载:

void foo(const char* p) { fooA(p); }
void foo(const wchar_t* p) { fooW(p); }

如果你坚持使用模板,那么你可以这样做:

template <typename T>
void foo(const T* p)
{
    // Declare functions here so that calling fooW with const char*
    // and 'calling' fooA with const wchar_t* would not cause compile error.
    void fooA(const T*);
    void fooW(const T*);
    if (std::is_same<char, T>::value)
        fooA(p);
    else
        fooW(p);
}

总的来说我喜欢解决问题。因此,让我们设计一种机制来重载内容。

overload_t<...>接受...中的一组可调用对象,并通过继承operator(),生成一个使用标准重载解析在它们之间进行选择的对象:

template<class...Fs>
struct overload_t;
// the case where we have a function object:
template<class F>
struct overload_t<F>:F{
  overload_t(F f):F(std::move(f)){}
  using F::operator();
  // boilerplate to ensure these are enabled if possible:
  overload_t(overload_t&&)=default;
  overload_t(overload_t const&)=default;
  overload_t& operator=(overload_t&&)=default;
  overload_t& operator=(overload_t const&)=default;
};
// we cannot inherit from a function pointer.  So
// store one, and write an `operator()` that forwards to it:
template<class R, class...Args>
struct overload_t<R(*)(Args...)>{
  using F=R(*)(Args...);
  F f;
  overload_t(F fin):f(fin){}
  R operator()(Args...args)const{
    return f(std::forward<Args>(args)...);
  }
  overload_t(overload_t&&)=default;
  overload_t(overload_t const&)=default;
  overload_t& operator=(overload_t&&)=default;
  overload_t& operator=(overload_t const&)=default;
};
// the case where we have more than type to overload.
// recursively inherit from the one-arg and the rest-of-arg
// and using operator() to bring both of their () into equal standing:
template<class F0, class...Fs>
struct overload_t<F0,Fs...>:
  overload_t<F0>,
  overload_t<Fs...>
{
  using overload_t<F0>::operator();
  using overload_t<Fs...>::operator();
  overload_t(F0 f0, Fs...fs):
    overload_t<F0>(std::move(f0)),
    overload_t<Fs...>(std::move(fs)...)
  {}
  overload_t(overload_t&&)=default;
  overload_t(overload_t const&)=default;
  overload_t& operator=(overload_t&&)=default;
  overload_t& operator=(overload_t const&)=default;
};
// a helper function to create an overload set without
// having to specify types.  Will be obsolete in C++17:
template<class...Fs>
overload_t<Fs...> overload(Fs...fs){ return {std::move(fs)...};}

现在,要生成一个重载多个对象的单个对象,请这样做:

overload(FooA,FooW)( str );

str将根据通常的过载解析规则被调度到其中一个。这在其他地方很有用,这就是为什么它值得编写的原因,并且代码在使用时是自文档化的。

实例(哇,第一次就写对了!)

对于上述overload_t,可以添加许多改进。

  • f s在构建过程和helper函数中的完美转发。

  • 平衡二叉树继承而不是线性继承(重要的是完成了多个过载)。这可能会对运行时和编译时的性能产生影响,特别是对于大量的函数。

  • 反省传入Fs;

  • 在c++ 17中,一个func<auto>模板,它接受一个函数指针并返回一个无状态调用它的函数对象。编译器在省略函数指针方面相对较好,但在没有可能改变它们的运行时状态时,它们做得更好。

  • 决定为overload_t<>做什么。目前它无法编译;也许它应该只是一个空的struct {},或者甚至是一个不可调用的operator()结构体。

  • 检查现有的库,如boost::hana::overload,看看有什么不同。

  • 暴露提取将被调用的重载的能力,可能通过static tag_t<F> which_overload_helper( Args... ) const方法和template<class...Args> using which_overload = typename decltype( which_overload_helper( std::declval<Args>()... ) )::type;

  • 当一些传入Fs s没有const operator()时,正确地选择过载。函数指针应该在operator()上有const, volatile,两者都有还是都没有?所有4 ?&&&的过载情况如何?

如果有更多的目标函数或者重载不是你想要解决的唯一问题,那么使用模板来解决这个问题可能是值得的。

在这种情况下,只需写重载:

void foo(const char* x) { fooA(x); }
void foo(const wchar_t* x) { fooW(x); }

你有几个选择。

  1. 使用显式专门化的帮助器struct:

    template <typename>
    struct helper;
    template<>
    struct helper<char>
    {
        void operator()(const char* x){ FooA(x); }
    };
    template<>
    struct helper<wchar_t>
    {
        void operator()(const wchar_t* x){ FooW(x); }
    };
    template <typename _TChar>
    void foo(const _TChar* str)
    {
        helper<_TChar>{}(str);
    }
    
  2. 使用"静态if"实现(例如boost::hana::eval_if或我自己的):

    template <typename _TChar>
    void foo(const _TChar* str)
    {
        vrm::core::static_if(std::is_same<_TChar, char>{})
            .then([](const auto* x_str){ FooA(x_str); })
            .else_([](const auto* x_str){ FooW(x_str); })(str);
    }
    
  3. 使用helper重载函数:

    void helper(const char* x) { FooA(x); }
    void helper(const wchar_t* x) { FooW(x); }
    template <typename _TChar>
    void foo(const _TChar* str)
    {
        helper(str);
    }
    

我认为使用typeid()是非常优雅和可读的,但不确定是否有任何副作用。

#include <typeinfo>
template <typename T>
void foo(){
    if(typeid(T) == typeid(const char*)){
        fooA();
    }
    else if (typeid(T) == typeid(const wchar_t*)){
        fooB();
    }
}

在wandbox中查看