模板函数作为模板参数

Question

我只是对如何在 C++ 中以通用方式实现某些东西感到困惑。这有点复杂，所以让我一步步解释。

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考虑这样的代码：

void a(int) {
    // do something
}
void b(int) {
    // something else
}


void function1() {
    a(123);
    a(456);
}
void function2() {
    b(123);
    b(456);
}

void test() {
    function1();
    function2();
}

很容易注意到 function1 和 function2 执行相同的操作，唯一不同的部分是内部函数。

因此，我想让 function 通用以避免代码冗余。我可以使用函数指针或模板来做到这一点。现在让我选择后者。 我的想法是，它更好，因为编译器肯定能够内联函数 - 我是对的吗？如果通过函数指针进行调用，编译器仍然可以内联这些调用吗？这是一个附带问题。

好吧，回到原点...带有模板的解决方案：

void a(int) {
    // do something
}
void b(int) {
    // something else
}

template<void (*param)(int) >
void function() {
    param(123);
    param(456);
}

void test() {
    function<a>();
    function<b>();
}

一切OK。但我遇到了一个问题：如果 a 和 b 本身就是泛型，我还能这样做吗？

template<typename T>
void a(T t) {
   // do something
}

template<typename T>
void b(T t) {
   // something else
}

template< ...param... > // ???
void function() {
    param<SomeType>(someobj);
    param<AnotherType>(someotherobj);
}

void test() {
    function<a>();
    function<b>();
}

我知道模板参数可以是以下之一：

• 类型、
• 模板类型、
• 类型的值。

这些似乎都不能涵盖我的情况。因此，我的主要问题是：如何解决这个问题，即在最后一个示例中定义 function()？

（是的，函数指针似乎是一种解决方法这个确切的情况 - 前提是它们也可以内联 - 但我正在寻找此类问题的通用解决方案）。

Answer 1

为了用模板解决这个问题，你必须使用模板模板参数。
不幸的是，您不能将模板模板函数作为类型传递，因为它必须首先实例化。但有一个针对虚拟结构的解决方法。这是一个例子：

template <typename T>
struct a {

    static void foo (T = T ())
    {
    }

};

template <typename T>
struct b {

    static void foo (T = T ())
    {
    }

};

struct SomeObj {};
struct SomeOtherObj {};

template <template <typename P> class T>
void function ()
{
    T<SomeObj>::foo ();
    T<SomeOtherObj>::foo ();
}

int main ()
{
    function<a>();
    function<b>();
}

Answer 2

使用 C++14 中的泛型 lambda，您可以这样做：

template<typename T> void a(T t) { /* do something */}
template<typename T> void b(T t) { /* something else */ }

template <typename F>
void function(F&& f) {
    f(someobj);
    f(someotherobj);
}

void test() {
    // For simple cases, auto&& is even probably auto or const auto&
    function([](auto&& t){ a(t); });
    function([](auto&& t){ b(t); });

    // For perfect forwarding
    function([](auto&& t){ a(std::forward<decltype(t)>(t)); });
    function([](auto&& t){ b(std::forward<decltype(t)>(t)); });
}

如果通过函数指针进行调用，编译器仍然可以内联调用吗？

它们可以，但它确实更复杂，并且它们可能比函子或模板更容易失败。

Answer 3

这是一个方法。它可能不是最好的，但它有效：

template <typename T, T param>
void function() {
    param(123);
    param(456);
}

void test()
{
    function< void(*)(int), a<int> >(); // space at end necessary to compiler
    function< void(*)(int), b<int> >(); // because the C++ grammar is ambiguous
}

它们是否会被内联取决于编译器，但如果它们不是，我会感到相当惊讶。

编辑：好的，今天有点走神，错过了参数不同类型的部分。我的不好。

使用模板可能有一种棘手的方法，但这是我能想到的最简单的方法：

#define function(x) do { x<thing1>(obj1); x<thing2>(obj2) } while(0)

我知道，我知道，“宏是邪恶的”，等等等等。有用。如果 function 需要比您的示例更复杂，您可能会遇到问题，但它比我能想到的任何东西都容易得多。

Answer 4

template < typename F >
void function(F f)
{
  f(123);
}

void a(int x) { ... }

struct b { void operator() (int x) { ... } };

void outer()
{
  function(&a);
  function(b());
}