为什么 auto_ptr 不支持 op->*()

Question

auto_ptr（以及shared_ptr）尝试使它们的使用尽可能透明；也就是说，理想情况下，您不应该能够区分您使用的是 auto_ptr 还是真正的对象指针。考虑一下：

class MyClass
{
public:
    void foo() {  }
};

MyClass* p = new MyClass;
auto_ptr<MyClass> ap(new MyClassp);

p->foo();       // No notational difference in using real
ap->foo();      // pointers and auto_ptrs

当您尝试通过指向成员的指针调用成员函数时，存在差异，因为 auto_ptr 显然没有实现 op->*()：

void (MyClass::*memfun)() = &MyClass::foo;

(p->*memfun)();         // OK
(ap->*memfun)();        // Error op->*() missing
(ap.get()->*memfun)();  // OK

为什么不支持 op->*( ）在 auto_ptr 中以及如何实现它（我已经尝试了一段时间，但最终放弃了）。

Answer 1

正如路德指出的那样，实施起来并不简单——但它是可能的。

您必须

1. 使用模板，以便可以推导 operator->* 的参数类型，
2. 使用成员函数指针的重载来处理可能的限定符和多个函数参数，
3. 返回一个 callabe 对象，即：
   • 绑定到智能指针指向的实例
   • 实现一个operator()，其签名与成员函数相同

暂时忽略限定符，下面是它的基本外观（使用 C+ +0x 以避免手动重复）：

// pointer to data member:

template<class T, class D>
D& operator->*(std::auto_ptr<T>& p, D T::*mp) {
    return (*p).*mp;
}

// pointer to member function:

template<class T, class R, class... Args> struct Callable {
    typedef R (T::*MFP)(Args...);
    MFP mfp;
    T& instance;

    Callable(T t, MFP mfp) : instance(t), mfp(mfp) {}

    R operator()(Args... a) {
        return (instance.*mfp)(a...);
    }
};

template<class T, class R, class... Args>
Callable<T, R, Args...>
operator->*(std::auto_ptr<T>& p, R (T::*mfp)(Args...)) {
    return Callable<T, R, Args...>(*p, mfp);
}

但最后，当我们首先可以使用绑定成员指针的函子时，为什么还要麻烦呢。

虽然我不能确定这一点，但如果您结合

• 实现并非平凡
• 的知识，那么有一个简单的替代方案也同样有效 ((*p).*m)

..由于所需的工作与此功能所带来的收益之间的比例不佳，它通常可能不会被实现。

Answer 2

实现 ->* 需要解决完美转发问题：

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2002/n1385.htm

运算符->* 必须返回一个具有相同值的可调用对象参数列表作为指向成员对象的指针，正确处理常量、易失性和引用类型。然后它必须使用特殊的魔力来处理默认参数。这是困难的、容易出错、无法解决的，并且会消耗太多的编译时间，而且由于指向成员的指针是 C++ 中相对不太受欢迎的功能，因此它们通常被排除在智能指针实现之外。

Answer 3

我可能是错的，但我认为没有办法为指向成员函数的指针重载 operator->* 。这是因为 p->*memfun 虽然作为将其视为可调用对象的表达式的一部分有效，但其本身并不是有效的表达式，并且没有类型。因此，操作符没有返回有效的类型。

以下内容适用于指向成员的指针，但尝试将其用于指向成员函数的指针会出现错误，“无效使用非静态成员函数”，对于 GCC，以及内部编译器错误MSVC。

template <class CLASS, typename MEMBER>
MEMBER& operator->*(std::auto_ptr<CLASS>& p, MEMBER CLASS::*m)
{
    return (*p).*m;
}

编辑：正如 Georg 的回答指出的那样，您可以使用 boost::bind 或类似的方法为成员函数创建一组重载，最多可达固定的最大参数数量，但仍然无法重载所有可能的成员函数的运算符。