计算lambda中的参数数。

Question

我需要知道lambda有多少个论点。我不喜欢他们的类型，我只需要数一数。

auto lambda0 = [&]() { ... };
auto lambda1 = [&](int32_t a) { ... };
auto lambda2 = [&](int32_t a, auto b) { ... };

lambda_details<decltype(lambda0)>::argument_count; // Equals 0
lambda_details<decltype(lambda1)>::argument_count; // Equals 1
lambda_details<decltype(lambda2)>::argument_count; // Equals 2

检测不同的兰巴达也会很好，这样我也可以处理边缘的情况。

auto lambda_variadic = [&](auto... args){ ... };

lambda_details<decltype(lambda_variadic)>::is_variadic; // Equals true

我怎样才能得到这些信息？

Answer 1

我用@yuri kilochek的答案的修改版本解决了这个问题。

我们不是从50个参数开始，然后倒数，而是从零开始，然后向上计数。当我们得到匹配时，我们知道调用lambda所需的最小参数数。然后，我们继续搜索，直到找到一个正常的最大值，以查看是否存在最大数量的参数(这可能发生在您有默认参数时)。

如果达到了参数计数的极限，我们假设lambda是可变的。

此实现大大减少了非变量lambdas的模板实例化量。它还给出了所有lambdas的最小参数量，以及任何非变量lambdas的最大参数量。

再次感谢Yuri Kilochek为这一优雅的解决方案奠定了基础。有关实现的更多细节，请查看他的回答。

struct any_argument
{
    template <typename T>
    operator T && () const;
};

template <typename Lambda, typename Is, typename = void>
struct can_accept_impl : std::false_type
{};

template <typename Lambda, std::size_t ...Is>
struct can_accept_impl <Lambda, std::index_sequence<Is...>, decltype(std::declval<Lambda>()(((void)Is, any_argument{})...), void())> : std::true_type
{};

template <typename Lambda, std::size_t N>
struct can_accept : can_accept_impl<Lambda, std::make_index_sequence<N>>
{};

template <typename Lambda, std::size_t N, size_t Max, typename = void>
struct lambda_details_maximum
{
    static constexpr size_t maximum_argument_count = N - 1;
    static constexpr bool is_variadic = false;
};

template <typename Lambda, std::size_t N, size_t Max>
struct lambda_details_maximum<Lambda, N, Max, std::enable_if_t<can_accept<Lambda, N>::value && (N <= Max)>> : lambda_details_maximum<Lambda, N + 1, Max>
{};

template <typename Lambda, std::size_t N, size_t Max>
struct lambda_details_maximum<Lambda, N, Max, std::enable_if_t<can_accept<Lambda, N>::value && (N > Max)>>
{
    static constexpr bool is_variadic = true;
};

template <typename Lambda, std::size_t N, size_t Max, typename = void>
struct lambda_details_minimum : lambda_details_minimum<Lambda, N + 1, Max>
{
    static_assert(N <= Max, "Argument limit reached");
};

template <typename Lambda, std::size_t N, size_t Max>
struct lambda_details_minimum<Lambda, N, Max, std::enable_if_t<can_accept<Lambda, N>::value>> : lambda_details_maximum<Lambda, N, Max>
{
    static constexpr size_t minimum_argument_count = N;
};

template <typename Lambda, size_t Max = 50>
struct lambda_details : lambda_details_minimum<Lambda, 0, Max>
{};

需要注意的另一件重要的事情是，any_argument不会自动与操作符保持良好关系。如果希望使用操作的auto参数(例如，[](auto a) { return a * 2; })，则必须重载每一个参数。它最终会看起来更像这样：

struct any_argument
{
    template <typename T> operator T && () const;

    any_argument& operator ++();
    any_argument& operator ++(int);
    any_argument& operator --();
    any_argument& operator --(int);

    template <typename T> friend any_argument operator + (const any_argument&, const T&);
    template <typename T> friend any_argument operator + (const T&, const any_argument&);
    template <typename T> friend any_argument operator - (const any_argument&, const T&);
    template <typename T> friend any_argument operator - (const T&, const any_argument&);
    template <typename T> friend any_argument operator * (const any_argument&, const T&);
    template <typename T> friend any_argument operator * (const T&, const any_argument&);
    template <typename T> friend any_argument operator / (const any_argument&, const T&);
    template <typename T> friend any_argument operator / (const T&, const any_argument&);

    // And every other operator in existence
};

Answer 2

您可以创建一个可以通过重载转换运算符进入任何参数的对象。从那里开始，只需测试lambda是否可以用给定数量的此类参数调用，从任意的大数中进行计数。如果lambda在第一次尝试时碰巧是可调用的(给定了大量的参数)，我们可以假设它是可变的：

#include <iostream>
#include <utility>
#include <type_traits>


struct any_argument {
    template <typename T>
    operator T&&() const;
};


template <typename Lambda, typename Is, typename = void>
struct can_accept_impl
: std::false_type
{};

template <typename Lambda, std::size_t ...Is>
struct can_accept_impl<Lambda, std::index_sequence<Is...>, 
                       decltype(std::declval<Lambda>()(((void)Is, any_argument{})...), void())>
: std::true_type
{};

template <typename Lambda, std::size_t N>
struct can_accept
: can_accept_impl<Lambda, std::make_index_sequence<N>>
{};


template <typename Lambda, std::size_t Max, std::size_t N, typename = void>
struct lambda_details_impl
: lambda_details_impl<Lambda, Max, N - 1>
{};

template <typename Lambda, std::size_t Max, std::size_t N>
struct lambda_details_impl<Lambda, Max, N, std::enable_if_t<can_accept<Lambda, N>::value>>
{
    static constexpr bool is_variadic = (N == Max);
    static constexpr std::size_t argument_count = N;
};

template <typename Lambda, std::size_t Max = 50>
struct lambda_details
: lambda_details_impl<Lambda, Max, Max>
{};


int main()
{
    auto lambda0 = []() {};
    auto lambda1 = [](int a) {};
    auto lambda2 = [](int a, auto b) {};
    auto lambda3 = [](int a, auto b, char = 'a') {};
    auto lambda4 = [](int a, auto b, char = 'a', auto...) {};

    std::cout << lambda_details<decltype(lambda0)>::is_variadic << " " << lambda_details<decltype(lambda0)>::argument_count << "\n"; // 0 0
    std::cout << lambda_details<decltype(lambda1)>::is_variadic << " " << lambda_details<decltype(lambda1)>::argument_count << "\n"; // 0 1
    std::cout << lambda_details<decltype(lambda2)>::is_variadic << " " << lambda_details<decltype(lambda2)>::argument_count << "\n"; // 0 2
    std::cout << lambda_details<decltype(lambda3)>::is_variadic << " " << lambda_details<decltype(lambda3)>::argument_count << "\n"; // 0 3
    std::cout << lambda_details<decltype(lambda4)>::is_variadic << " " << lambda_details<decltype(lambda4)>::argument_count << "\n"; // 1 50
}

Answer 3

我不知道如何计算泛型-lambda编辑的所有参数:但是yuri kilochek知道如何做到这一点:参见他的答案以获得一个很好的解决方案。

对于非通用的lambdas，如Igor所建议的，您可以检测到指向operator()的指针的类型(返回和参数)并对参数进行计数。

如下所示

// count arguments helper
template <typename R, typename T, typename ... Args>
constexpr std::size_t  cah (R(T::*)(Args...) const)
 { return sizeof...(Args); }

// count arguments helper
template <typename R, typename T, typename ... Args>
constexpr std::size_t  cah (R(T::*)(Args...))
 { return sizeof...(Args); }

template <typename L>
constexpr auto countArguments (L)
 { return cah(&L::operator()); }

但是，不幸的是，当引入auto参数时，这是行不通的，因为使用auto参数，您可以在模板函数中转换operator()。

关于检测变量lambda，您可以检测一个函数，它只包含一个变量列表(让我称之为“纯变量”)，作为您的lambda_variadic，尝试用0调用它，并使用给定类型的50个参数(例如)调用它。

我的意思如下

template <typename T, std::size_t>
struct getType
 { using type = T; };

template <typename T, std::size_t N>
using getType_t = typename getType<T, N>::type;

// isPureVariadic arguments helper
template <typename T>
constexpr std::false_type ipvh (...);

// isPureVariadic arguments helper
template <typename T, typename F, std::size_t ... Is>
constexpr auto ipvh (F f, std::index_sequence<Is...>)
   -> decltype( f(std::declval<getType_t<T, Is>>()...), std::true_type{} );

template <typename F>
constexpr bool isPureVariadic (F f)
 { return
      decltype(ipvh<int>(f, std::make_index_sequence<0u>{}))::value
   && decltype(ipvh<int>(f, std::make_index_sequence<50u>{}))::value; }

但这并不完美，因为这会产生假阳性和假阴性。

一个问题是，当你用“非纯变元兰博达”来检查它时

 auto lambda_variadic2 = [&](std::string, auto... args){ ... };

这是可变的，但第一个参数不接受int，不能检测为“纯变量”；不幸的是，下面的lambda

 auto lambda_variadic3 = [&](long, auto... args){ ... };

被检测为“纯变量”，因为第一个参数接受int。

为了避免这个问题，您可以修改函数，用两个不兼容类型的50个参数来检查调用；例如

template <typename F>
constexpr bool isPureVariadic (F f)
 { return
      decltype(ipvh<int>(f, std::make_index_sequence<0u>{}))::value
   && decltype(ipvh<int>(f, std::make_index_sequence<50u>{}))::value
   && decltype(ipvh<std::string>(f, std::make_index_sequence<50u>{}))::value; }

另一个问题是被检测为“纯虚拟的”，也是非变量的泛型-lambda函数，接收的参数比选中的数目高(在示例中是50)。

并且仍然存在这样的问题，即该解决方案没有检测到lambda_variadic2 (非纯变量λ)作为变量。

下面是一个完整的编译示例，其中包含了我所能想到的关于您的问题的最好的示例

#include <iostream>
#include <utility>
#include <type_traits>

// count arguments helper
template <typename R, typename T, typename ... Args>
constexpr std::size_t  cah (R(T::*)(Args...) const)
 { return sizeof...(Args); }

// count arguments helper
template <typename R, typename T, typename ... Args>
constexpr std::size_t  cah (R(T::*)(Args...))
 { return sizeof...(Args); }

template <typename L>
constexpr auto countArguments (L)
 { return cah(&L::operator()); }

template <typename T, std::size_t>
struct getType
 { using type = T; };

template <typename T, std::size_t N>
using getType_t = typename getType<T, N>::type;

// isPureVariadic arguments helper
template <typename T>
constexpr std::false_type ipvh (...);

// isPureVariadic arguments helper
template <typename T, typename F, std::size_t ... Is>
constexpr auto ipvh (F f, std::index_sequence<Is...>)
   -> decltype( f(std::declval<getType_t<T, Is>>()...), std::true_type{} );

template <typename F>
constexpr bool isPureVariadic (F f)
 { return
      decltype(ipvh<int>(f, std::make_index_sequence<0u>{}))::value
   && decltype(ipvh<int>(f, std::make_index_sequence<50u>{}))::value; }


int main() {
   auto lambda0 = [&]() {};
   auto lambda1 = [&](int) {};
   auto lambda2 = [&](int, auto) {};
   auto lambda3 = [&](auto...) {};

   std::cout << countArguments(lambda0) << std::endl;
   std::cout << countArguments(lambda1) << std::endl;
   // std::cout << countArguments(lambda2) << std::endl; // compilation error
   // std::cout << countArguments(lambda3) << std::endl; // compilation error

   std::cout << isPureVariadic(lambda0) << std::endl;
   std::cout << isPureVariadic(lambda1) << std::endl;
   std::cout << isPureVariadic(lambda2) << std::endl;
   std::cout << isPureVariadic(lambda3) << std::endl;
}