c++ - std::function 的模板参数是如何工作的？ (执行)

Question

在 Bjarne Stroustrup 的主页 (C++11 FAQ) 中:

struct X { int foo(int); };

std::function<int(X*, int)> f;
f = &X::foo; //pointer to member

X x;
int v = f(&x, 5); //call X::foo() for x with 5

它是如何工作的？ std::function如何调用foo成员函数？

模板参数是int(X*, int)，是&X::foo从成员函数指针转换成< em>非成员函数指针?!

(int(*)(X*, int))&X::foo //casting (int(X::*)(int) to (int(*)(X*, int))

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澄清一下:我知道我们不需要转换任何指针来使用 std::function，但我不知道 std::function< 的内部结构如何/em> 处理 成员函数指针 和 非成员函数指针 之间的这种不兼容性。我不知道标准如何允许我们实现类似 std::function 的东西!

Answer 1

在得到其他答案和评论的帮助，并阅读了GCC源代码和C++11标准后，我发现可以解析一个函数类型(它的返回类型和它的参数类型)通过使用部分模板特化和函数重载。

以下是一个简单(且不完整)的示例，用于实现类似 std::function:

template<class T> class Function { };

// Parse the function type
template<class Res, class Obj, class... ArgTypes>
class Function<Res (Obj*, ArgTypes...)> {
    union Pointers {
        Res (*func)(Obj*, ArgTypes...);
        Res (Obj::*mem_func)(ArgTypes...);
    };

    typedef Res Callback(Pointers&, Obj&, ArgTypes...);

    Pointers ptrs;
    Callback* callback;

    static Res call_func(Pointers& ptrs, Obj& obj, ArgTypes... args) {
        return (*ptrs.func)(&obj, args...);
    }

    static Res call_mem_func(Pointers& ptrs, Obj& obj, ArgTypes... args) {
        return (obj.*(ptrs.mem_func))(args...);
    }

  public:

    Function() : callback(0) { }

    // Parse the function type
    Function(Res (*func)(Obj*, ArgTypes...)) {
        ptrs.func = func;
        callback = &call_func;
    }

    // Parse the function type
    Function(Res (Obj::*mem_func)(ArgTypes...)) {
        ptrs.mem_func = mem_func;
        callback = &call_mem_func;
    }

    Function(const Function& function) {
        ptrs = function.ptrs;
        callback = function.callback;
    }

    Function& operator=(const Function& function) {
        ptrs = function.ptrs;
        callback = function.callback;
        return *this;
    }

    Res operator()(Obj& obj, ArgTypes... args) {
        if(callback == 0) throw 0; // throw an exception
        return (*callback)(ptrs, obj, args...);
    }
};

用法:

#include <iostream>

struct Funny {
    void print(int i) {
        std::cout << "void (Funny::*)(int): " << i << std::endl;
    }
};

void print(Funny* funny, int i) {
    std::cout << "void (*)(Funny*, int): " << i << std::endl;
}

int main(int argc, char** argv) {
    Funny funny;
    Function<void(Funny*, int)> wmw;

    wmw = &Funny::print; // void (Funny::*)(int)
    wmw(funny, 10); // void (Funny::*)(int)

    wmw = &print; // void (*)(Funny*, int)
    wmw(funny, 8); // void (*)(Funny*, int)

    return 0;
}