函数作为模板参数，加上可变模板参数

Question

我正在编写一个通用的函数包装器，它可以将任何函数包装到lua风格的调用中，其形式为

int lua_function( lua_State *L)

我希望包装器函数是动态生成的，所以我正在考虑将该函数作为模板参数传递。如果您知道参数的数量(例如，2)，这是微不足道的：

template <typename R, typename Arg1, typename Arg2, R F(Arg1, Args)>
struct wrapper

但是，我不知道这个数字，所以我请求可变模板参数来帮助我

// This won't work
template <typename R, typename... Args, R F(Args...)>
struct wrapper

上面的代码不能编译，因为可变参数必须是最后一个。所以我使用了两级模板，外层模板捕获类型，内层模板捕获函数：

template <typename R, typename... Args>
struct func_type<R(Args...)>
{
  // Inner function wrapper take the function pointer as a template argument
  template <R F(Args...)>
  struct func
  {
    static int call( lua_State *L )
    {
      // extract arguments from L
      F(/*arguments*/);
      return 1;
    }
  };
};

这是可行的，除了包装像这样的函数

double sin(double d) {}

用户必须写下

func_type<decltype(sin)>::func<sin>::apply

这太乏味了。问题是:有没有更好、更用户友好的方法呢？(我不能使用函数模板来包装整个内容，因为函数参数不能用作模板参数。)

Answer 1

像std::function和std::result_of这样的东西使用以下技术来对可变模板执行所需的操作：

template<typename Signature>
struct wrapper; // no base template

template<typename Ret, typename... Args>
struct wrapper<Ret(Args...)> {
    // instantiated for any function type
};

您可以扩展上面的代码来添加一个非类型的Ret(&P)(Args...)模板参数(指向函数的指针也可以)，但是您仍然需要一个用户级别的decltype，即wrapper<decltype(sin), sin>::apply。可以说，如果您决定使用宏来消除重复，那么这将是对预处理器的合法使用。

template<typename Sig, Sig& S>
struct wrapper;

template<typename Ret, typename... Args, Ret(&P)(Args...)>
struct wrapper<Ret(Args...), P> {
    int
    static apply(lua_State*)
    {
        // pop arguments
        // Ret result = P(args...);
        // push result & return
        return 1;
    }
};

// &wrapper<decltype(sin), sin>::apply is your Lua-style wrapper function.

上面的内容是在ideone用gcc-4.5语言编译的。祝你实现apply (可变地)弹出参数(如果你对此有疑问的话，请给我留言)。你有没有考虑过使用Luabind？

Answer 2

正如@Juraj在他的评论中所说的，函数指针可以是一个模板参数，参见下面的简单示例：

#include <iostream>
#include <boost/typeof/typeof.hpp>

void f(int b, double c, std::string const& g)
{
  std::cout << "f(): " << g << std::endl;
}

template <typename F, F* addr>
struct wrapper
{
  void operator()()
  {
    std::string bar("bar");
    (*addr)(1, 10., bar);
  }  
};

int main(void)
{
  wrapper<BOOST_TYPEOF(f), &f> w;
  w();
  return 0;
}

工作版本：http://www.ideone.com/LP0TO

我像往常一样使用BOOST_TYPEOF，我总是在当前标准中提供示例，但它做的事情与decltype类似。这就是你要找的东西吗？