遍历function_traits参数

Question

我正在尝试做一些“模板元编程”的工作，以使c++函数更容易地向python公开。我想要做的是接受一个现有的函数，并生成一个字符串，其中包含有关返回类型和参数的信息(类型信息也可以)。

我使用的是一个基于(偷来的) 这篇wordpress文章的函数特性类，而不是对前几个参数的硬代码访问，而是对所有参数进行迭代。

我认为我需要一个模板函数，它为参数索引取一个size_t值(因为它必须是常量)，但这就是我有点迷失的地方。

我已经编写了一些代码，但我无法让它在最基本的情况下工作(更不用说我所追求的通用案例了)。

// The stolen function_traits struct...thing
template<typename T>
struct function_traits;

template<typename R, typename ...Args>
struct function_traits<std::function<R(Args...)>>
{
    static const size_t nargs = sizeof...(Args);

    using result_type = R;

    template <size_t i>
    struct arg
    {
        using type = typename std::tuple_element<i, std::tuple<Args...>>::type;
    };
};

// The function of interest
int foo(float x) {
    return int(x);
}

// Recurse until one argument is left, appending the type name
// to the referenced string being passed in
template<size_t argIdx, typename R, typename ... Args>
void getArgTypes(std::string& ref) 
{
    using fun = function_traits<std::function<R(Args...)> >;
    if (argIdx == 1)
        ref.append(typeid(fun::arg<0>).name()).append("\n");
    else {
        ref.append(typeid(fun::arg<argIdx-1>).name()).append("\n");
        getArgTypes<argIdx - 1, R, Args...>(ref);
    }
}

// My test of the template function
void test() {
    std::string f = "";

    // What I'd like to do
    using fun = function_traits<std::function<decltype(foo)> >;
    getArgTypes<fun::nargs, fun::result_type, ? ? ? >;

    // But I can't even do this!
    getArgTypes<1, float, int>(f);
}

在第一种情况下，在调用function_traits时使用getArgTypes结构，我不知道将什么指定为.Args模板参数在第二种情况下，MSVC抛出错误：

Error   C1202   recursive type or function dependency context too complex

如果这是一个愚蠢的问题，我对元编程/各种模板的东西完全陌生，很抱歉。如果有一个不那么迂回的解决方案，我也会感兴趣。

感谢您的阅读!

Answer 1

1. if (argIdx == 1)不可能是运行时允许的。必须用std::enable_if将其更改为编译时。这就是错误的来源:编译器试图无休止地(递归地没有停止条件)实例化getArgType函数模板。
2. 所有的相依类型名称都必须用typename关键字来宣布，那些引用模板的必须用template关键字来宣布，例如typename fun::template arg<0>代替fun::arg<0>。
3. fun::arg<0>本身是一个带有嵌套type定义的结构。若要访问它，请使用typename fun::template arg<0>::type语法。
4. function_traits::arg<N>::type的扩展可以用指数诡计完成，特别是typename F::template arg<Is>::type...。

#include <string>
#include <typeinfo>
#include <functional>
#include <utility>
#include <cstddef>

template <size_t argIdx, typename R, typename... Args>
auto getArgTypes(std::string& ref) 
    -> typename std::enable_if<argIdx == 1>::type
{
    using fun = function_traits<std::function<R(Args...)> >;
    ref.append(typeid(typename fun::template arg<0>::type).name()).append(" ");
}

template <size_t argIdx, typename R, typename... Args>
auto getArgTypes(std::string& ref) 
    -> typename std::enable_if<argIdx != 1>::type
{
    using fun = function_traits<std::function<R(Args...)> >;
    ref.append(typeid(typename fun::template arg<argIdx-1>::type).name()).append(" ");
    getArgTypes<argIdx - 1, R, Args...>(ref);
}

template <typename F, std::size_t... Is>
void test2(std::index_sequence<Is...>)
{
    std::string s;
    getArgTypes<F::nargs, typename F::result_type, typename F::template arg<Is>::type...>(s);

    std::cout << s;
}

void test()
{
    using F = function_traits<std::function<decltype(foo)>>;
    test2<F>(std::make_index_sequence<F::nargs>{});
}

演示

非常基本的index_sequence实现如下：

template <std::size_t...> struct index_sequence {};
template <std::size_t N, std::size_t... Is> struct make_index_sequence : make_index_sequence<N-1, N-1, Is...> {};
template <std::size_t... Is> struct make_index_sequence<0, Is...> : index_sequence<Is...> {};