与函数指针、__cdecl和模板混淆

Question

在Visual 2019中，我编写了以下测试代码，但结果使我感到困惑。

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T, class Func>
int call(T x, Func f) { return f(x); }

int square(int x) { return x * x; }

int main() {

    int (*func0) (int) = square; // line 0, OK
    //int (func1)(int) = square; // line 1, wrong

    int (__cdecl *func1) (int)  = square; // line 2, OK
    //int (__cdecl func2)(int) = square; // line 3, wrong

    cout << ((int(__cdecl*)(int)) square)(5) << endl; // line 4, OK
    //cout << ((int(__cdecl)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

    cout << call<int, int (*)(int)>(5, square) << endl; // line 6, OK
    //cout << call<int, int ()(int)>(5, square) << endl; // line 7, wrong

    cout << call<int, int(__cdecl*)(int)>(5, square) << endl; // line 8, OK
    cout << call<int, int(__cdecl)(int)>(5, square) << endl; // line 9, OK

    return 0;
}

(我知道在使用call时可以省略类型，但这是一个实验。)

我以为我能够理解从0行到第7行的所有东西，我想到的是square是一个函数指针，所以它应该有int (*) (int)或int(__cdecl*) (int)类型，这两者要么是相同的，要么可以相互转换(我没有改变项目的调用约定，所以默认是__cdecl)。

然而，我感到惊讶的是，第8行和第9行都正确编译和运行。这一切为什么要发生？

通过比较第6行、第7行和第8、9行，我认为问题来自于添加__cdecl，但是在Microsoft中没有提到类似的问题。

然后我打印出以下类型：

    // ...
    cout << typeid(square).name() << endl; // output: int __cdecl(int)
    cout << typeid(*square).name() << endl; // output: int __cdecl(int)
    cout << typeid(&square).name() << endl; // output: int(__cdecl*)(int)

    cout << (typeid(square) == typeid(int(*) (int))) << endl; // output: false
    cout << (typeid(square) == typeid(int(__cdecl) (int))) << endl; // output: true
    cout << (typeid(square) == typeid(int(__cdecl*) (int))) << endl; // output: false

    cout << (typeid(square) == typeid(*square)) << endl; // output: true
    // ...

看来square确实有int (__cdecl) (int)类型。我也不明白为什么square和*square是一样的.

有人能给我解释一下这些现象吗？

Answer 1

square和*square是相同的类型，因为函数就像数组一样会衰减到指针，除非(就像数组一样)在特定的上下文中。特别是，衰变在typeid和&下被抑制，而在*下没有，所以typeid(square)给出了square的类型，int (__cdecl)(int)，typeid(*square)的意思是typeid(*&square)意味着typeid(square)提供了相同的东西。这导致了一个奇怪的事实:您可以编写任意数量的*，而它们都将无所作为：*************square和square是一样的。

现在，对于剩下的问题，您编写了类型为“int返回int的函数”错误。int ()(int)的意思是“函数不带参数，返回int返回int的函数”。你想要int(int)。然后这就起作用了：

cout << call<int, int(int)>(5, square) << "\n"; // line 7, fixed (FYI: endl is not normally necessary)

因为现在call有参数列表(int x, int f(int))，并且函数类型的参数声明被自动调整为有指向函数类型的指针，使得call<int, int(int)>在功能上与call<int, int (*)(int)>相同。(这不适用于变量声明或转换，因此第1、3、5行仍然不正确。)额外的括号导致对类型的误解。第9行之所以有效，是因为将__cdecl放在括号中可以使它们不被误解(而不是函数声明器，而是成为分组符号)。

cout << call<int, int (__cdecl)(int)>(5, square) << "\n"; // line 9, OK

再次调整call的参数类型，int (__cdecl f)(int)变成int (__cdecl *f)(int)，这使得第9行在功能上与第8行相同。

Answer 2

行的错误：

int (func1)(int) = square; // line 1, wrong

是你错过了一个“*”，它必须是：

int (*func1)(int) = square; // line 1, wrong

同

//int (__cdecl func2)(int) = square; // line 3, wrong

cout << ((int(__cdecl)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

需要的是

cout << ((int(__cdecl*)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong