从重载函数中提取返回类型

Question

我想提取函数的返回类型。问题是，还有其他具有相同名称但不同签名的函数，我无法让 C++ 选择合适的函数。我了解 std::result_of，但经过几次尝试，我得出结论，它也遇到了同样的问题。我也听说过涉及 decltype 的解决方案，但我不知道任何细节。

目前，我正在使用模板元编程从函数指针类型中提取返回类型，这对于有限数量的参数（任何非限制解决方案？）来说效果很好，因为函数指针类型的提取适用于明确的函数。

#include <iostream>

using namespace std;

//  ----

#define resultof(x)     typename ResultOf<typeof(x)>::Type  //  might need a & before x

template <class T>
class ResultOf
{
    public:
        typedef void Type;      //  might need to be T instead of void; see below
};

template <class R>
class ResultOf<R (*) ()>
{
    public:
        typedef R Type;
};

template <class R, class P>
class ResultOf<R (*) (P)>
{
    public:
        typedef R Type;
};

//  ----

class NoDefaultConstructor
{
    public:
        NoDefaultConstructor (int) {}
};


int f ();
int f ()
{
    cout << "f" << endl;
    return 1;
}

double f (int x);
double f (int x)
{
    cout << "f(int)" << endl;
    return x + 2.0;
}

bool f (NoDefaultConstructor);
bool f (NoDefaultConstructor)
{
    cout << "f(const NoDefaultConstructor)" << endl;
    return false;
}

int g ();
int g ()
{
    cout << "g" << endl;
    return 4;
}

int main (int argc, char* argv[])
{
    if(argc||argv){}

//  this works since there is no ambiguity. does not work without &
//  resultof(&g) x0 = 1;
//  cout << x0 << endl;

//  does not work since type of f is unknown due to ambiguity. same thing without &
//  resultof(&f) x1 = 1;
//  cout << x1 << endl;

//  does not work since typeof(f()) is int, not a member function pointer; we COULD use T instead of void in the unspecialized class template to make it work. same thing with &
//  resultof(f()) x2 = 1;
//  cout << x2 << endl;

//  does not work per above, and compiler thinks differently from a human about f(int); no idea how to make it correct
//  resultof(f(int)) x3 = 1;
//  cout << x3 << endl;

//  does not work per case 2
//  resultof(f(int())) x4 = 1;
//  cout << x4 << endl;

//  does not work per case 2, and due to the lack of a default constructor
//  resultof(f(NoDefaultConstructor())) x5 = 1;
//  cout << x5 << endl;

//  this works but it does not solve the problem, we need to extract return type from a particular function, not a function type
//  resultof(int(*)(int)) x6 = 1;
//  cout << x6 << endl;

}

知道我缺少什么语法功能以及如何修复它，最好使用以简单方式工作的解决方案，例如 resultof(f(int))？

Answer 1

我认为这可以通过 decltype 和 declval 来完成：

例如： decltype(f(std::declval()))。

Answer 2

在没有参数的情况下检查重载函数名称非常困难。您可以检查返回类型是否有不同数量的重载——前提是没有一个数量具有多个重载。即便如此，将硬错误（如果/当给定的数量确实有多个重载时）转换为 SFINAE 也是一种痛苦，因为它需要仅为该特定函数编写一个特征（！），因为重载的函数名称不能作为传递任何形式的争论。可能还需要用户代码使用显式专业化...

template<typename R>
R
inspect_nullary(R (*)());

template<typename R, typename A0>
R
inspect_unary(R (*)(A0));

int f();
void f(int);

int g();
double g();

typedef decltype(inspect_nullary(f)) nullary_return_type;
typedef decltype(inspect_unary(f)) unary_return_type;

static_assert( std::is_same<nullary_return_type, int>::value, "" );
static_assert( std::is_same<unary_return_type, void>::value, "" );

// hard error: ambiguously overloaded name
// typedef decltype(inspect_nullary(g)) oops;

鉴于您使用的是 C++0x，我觉得有必要指出（IMO）永远不需要检查 之外的返回类型typename std::result_of::type，这不适用于函数名称；但也许你对此的兴趣纯粹是学术上的。

Answer 3

好的，经过几次尝试，我设法解决了 Mankarse 建议的 std::declval 方法。我使用可变参数类模板来固定参数，并使用函数的模板推导从函数指针获取返回值。它当前的语法是 typeof(ResultOf::get(function))，不幸的是，它距离所需的 resultof(function) 形式还很远。如果我找到进一步简化它的方法，将编辑这个答案。

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

template <class... Args>
class ResultOf
{
    public:
        template <class R>
        static R get (R (*) (Args...));
        template <class R, class C>
        static R get (R (C::*) (Args...));
};

class NoDefaultConstructor
{
    public:
        NoDefaultConstructor (int) {}
};

int f ();
double f (int x);
bool f (NoDefaultConstructor);
int f (int x, int y);


int main (int argc, char* argv[])
{
    if(argc||argv){}

    cout << typeid(typeof(ResultOf<>::get(f))).name() << endl;
    cout << typeid(typeof(ResultOf<int>::get(f))).name() << endl;
    cout << typeid(typeof(ResultOf<NoDefaultConstructor>::get(f))).name() << endl;
    cout << typeid(typeof(ResultOf<int, int>::get(f))).name() << endl;

    typeof(ResultOf<int>::get(f)) d = 1.1;
    cout << d << endl;
}

编辑：

设法用可变参数宏解决它，语法现在是 resultof(f, param1, param2, etc)。没有它们，我无法将参数类型之间的逗号传递给模板。尝试使用语法 resultof(f, (param1, param2, etc)) 无济于事。

#include <iostream>

using namespace std;

template <class... Args>
class Param
{
    public:
        template <class R>
        static R Func (R (*) (Args...));
        template <class R, class C>
        static R Func (R (C::*) (Args...));
};

#define resultof(f, ...) typeof(Param<__VA_ARGS__>::Func(f))

int f ();
double f (int x);
int f (int x, int y);

int main (int argc, char* argv[])
{
    resultof(f, int) d = 1.1;
    cout << d << endl;
}