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模板化回调参数的方差,如C#

contravariance c++

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smls · 技术社区 · 6 年前

设置

#include <iostream>

class shape {  };
class circle : Shape {  };

以及两个分别接受该类型对象的函数:

void shape_func(const shape& s) { std::cout << "shape_func called!\n"; }
void circle_func(const circle& c) { std::cout << "circle_func called!\n"; }

其中一种类型的对象 (或其他类似的)
指向其中一个函数的指针与传递的对象兼容的。

下面是我声明此函数模板的尝试:

template<class T>
void call_twice(const T& obj, void(*func)(const T&))
{
    func(obj);
    func(obj);
}

^{(实际上,它的主体会做一些更有用的事情,但出于演示目的,我只是让它用传递的对象调用传递的函数两次。)}

观察到的行为

int main() {
    shape s;
    circle c;

    call_twice<shape>(s, &shape_func);   // works fine
    call_twice<circle>(c, &circle_func); // works fine
    //call_twice<circle>(c, &shape_func);  // compiler error if uncommented
}

我希望第三个电话也能成功。

shape_func 接受任何 shape ,它还接受 circle -所以通过替换 圆圈 对于 T 编译器应该可以在不发生冲突的情况下解析函数模板。

// C# code
static void call_twice<T>(T obj, Action<T> func) { ... }

它可以被称为 call_twice(c, shape_func) 没有问题,因为用C语言来说,类型参数属于 Action<T> 是 contravariant

问题

在C++中这是可能的吗?

call_twice 必须实现才能接受本例中的所有三个调用?

1 回复 | 直到 6 年前

1

WhozCraig 6 年前

一种方法是通过 SFINAE ,最好的例子是:

#include <iostream>
#include <type_traits>

struct Shape {};
struct Circle : public Shape {};

template<class Bp, class Dp>
std::enable_if_t<std::is_base_of<Bp,Dp>::value,void>
call_fn(Dp const& obj, void (*pfn)(const Bp&))
{
    pfn(obj);
}

void shape_func(const Shape& s) { std::cout << "shape_func called!\n"; }
void circle_func(const Circle& s) { std::cout << "circle_func called!\n"; }

int main()
{
    Shape shape;
    Circle circle;

    call_fn(shape, shape_func);
    call_fn(circle, circle_func);
    call_fn(circle, shape_func);
}

输出

shape_func called!
circle_func called!
shape_func called!

工作原理

这个实现使用了一个简单的(可能太多)练习 std::enable_if 与 std::is_base_of 提供具有潜在两种不同类型(一种是对象,另一种是提供函数的参数列表)的限定重载解析。具体来说,这:

template<class Bp, class Dp>
std::enable_if_t<std::is_base_of<Bp,Dp>::value,void>
call_fn(Dp const& obj, void (*pfn)(const Bp&))

Bp 以某种方式 Dp ,然后提供类型(在本例中 void ). 然后使用该类型作为函数的结果类型。因此,对于第一次调用,经过推导后的结果实例化如下所示:

void call_fn(Shape const& obj, void (*pfn)(const Shape&))

这是我们想要的。第二次调用产生了类似的实例化:

void call_fn(Circle const& obj, void (*pfn)(const Circle&))

第三个实例化将产生以下结果:

void call_fn(Circle const& obj, void (*pfn)(const Shape&))

因为是不同的,但是是一种衍生物。

失败案例

Shape 从基类继承列表 Circle

#include <iostream>
#include <type_traits>

struct Shape {};
struct Circle {};

template<class Bp, class Dp>
std::enable_if_t<std::is_base_of<Bp,Dp>::value,void>
call_fn(Dp const& obj, void (*pfn)(const Bp&))
{
    pfn(obj);
}

void shape_func(const Shape& s) { std::cout << "shape_func called!\n"; }
void circle_func(const Circle& s) { std::cout << "circle_func called!\n"; }

int main()
{
    Shape shape;
    Circle circle;

    call_fn(shape, shape_func);   // still ok.
    call_fn(circle, circle_func); // still ok.
    call_fn(circle, shape_func);  // not OK. no overload available, 
                                  // since a Circle is not a Shape.
}

结果是第三次调用没有匹配的函数调用。