如何使用可变模板来制作一个通用的Lua函数包装器？

Question

对于我目前的项目，我已经为Lua包装器编写了很多C/C++。其中很多都是简单的setter和getter，所以我设法编写了一些模板，可以轻松地生成它们，如下所示：

//        Class       Return      Field
template <typename T, typename U, U T::*Member>
int luaU_get(lua_State* L)
{
    T* obj = luaW_check<T>(L, 1);
    luaU_push<U>(L, obj->*Member);
    return 1;
}

static luaL_reg Foo_Table[] =
{
    ...
    // Now I can just use this generic template to avoid
    // writing simple getter functions
    { "getbar", luaU_get<Foo, Bar, &Foo::bar> }, 
    ...
};

我也想为任意函数的简单函数包装器做一些类似的事情。例如，能够做到这一点就很好了：

template <typename T, typename U, U (T::*Func)(), typename... Args>
int luaU_func(lua_State* L)
{
     // ...?
}

static luaL_reg Foo_Table[] =
{
    ...
    { "baz", luaU_func<Foo, int, &Foo::baz, int, float> }, 
    ...
};

这个想法是，在编译时，模板实际上是这样的：

int luaU_func(lua_State* L)
{
     luaU_push<int>(L, luaW_check<Foo>(L, 1)->baz(luaU_check<int>(L, 2), luaU_check<float>(L, 3)));
     return 1;
}

我已经尝试过使用...扩展器，我的问题是整数索引值映射到正确的参数。我想不出一种让它们正常工作的方法。这样的事情有可能发生吗？

(这里已经有了一点魔力；我为lua_push和lua_check之类的东西编写了一些模板化的包装器。所有这些现有的包装器都可以在here中找到)

Answer 1

诀窍是通过部分专门化包含包装器函数的类模板来利用模板参数推导：

// Lua API dummies ...

struct lua_State {};

template<class T> void luaU_push(lua_State*,T);
template<class T> T* luaW_check(lua_State*,int);
template<class T> T luaU_check(lua_State*,int);


// metaprogramming for creating indices ...

template<int...Ints>
struct int_pack {};

template<int Begin, int Count, int...Tail>
struct make_int_range_type {
    typedef typename make_int_range_type<Begin,Count-1,Begin+Count-1,Tail...>::type type;
};

template<int Begin, int...Tail>
struct make_int_range_type<Begin,0,Tail...> {
    typedef int_pack<Tail...> type;
};

template<int Begin, int Count>
inline typename make_int_range_type<Begin,Count>::type
make_int_range()
{ return typename make_int_range_type<Begin,Count>::type(); }


// the actual wrapper ...

template<class MemFunPtrType, MemFunPtrType PMF>
struct lua_mem_func_wrapper;

template<class Clazz, class ReturnType, class...Args, ReturnType(Clazz::*PMF)(Args...)>
struct lua_mem_func_wrapper<ReturnType(Clazz::*)(Args...),PMF> {
    static int doit(lua_State* L) {
        return doit_impl(L,make_int_range<2,sizeof...(Args)>());
    }
private:
    template<int...Indices>
    static int doit_impl(lua_State* L, int_pack<Indices...>) {
        luaU_push<ReturnType>(L,
            (luaW_check<Clazz>(L, 1)->*PMF)(
                luaU_check<Args>(L, Indices)...
            )
        );
        return 1;
    }
};

#define GET_MEM_FUN_WRAPPER(...) &lua_mem_func_wrapper<decltype(__VA_ARGS__),__VA_ARGS__>::doit


// testing ...

struct foo {
    int baz(int, float);
};

void test() {
    auto* ptr = GET_MEM_FUN_WRAPPER(&foo::baz);
}

此代码使用选项-c --std=c++0x在G++ 4.6.1下编译。要查看它是否真的如您所愿，请对其进行测试...

Answer 2

重用this answer中的索引生成代码并忽略对Func的函数调用(不知道这究竟是如何使用的)，如下所示：

template <typename T, typename U, U (T::*Func)(), 
          typename... Args, size_t... Idx>
int luaU_func_impl(lua_State* L, Collection<Idx...>)
{
   luaU_push<int>(L, luaW_check<U>(L, 1), luaU_check<Args>(L, Idx+2)...);
   return 1;
}

template <typename T, typename U, U (T::*Func)(), typename... Args>
int luaU_func(lua_State* L)
{
   typename GenerateCollection<Args...>::type Indices;
   return luaU_func_impl<T, U, Func, Args...>(L, Indices);
}