使用lambda函数签名进行函数重载

Question

请看下面的例子

void foo(const std::function<int()>& f) {
    std::cout << f() << std::endl;
}

void foo(const std::function<int(int x)>& f) {
std::cout << f(5) << std::endl;
}

int main() {
    foo([](){return 3;});

    foo([](int x){return x;});
}

这段代码不能编译，因为调用foo被认为是模糊的。据我所知，这是因为 lambda 函数不是预先定义好的std::function类型，需要将其强制转换为该类型，并且有一个std::function构造函数可以接受任意参数。

也许有人可以解释一下，为什么会创建一个带有任意参数的隐式构造函数。然而，我的实际问题是是否有一种解决方法，允许使用lambda函数的函数签名重载函数foo。我已经尝试了函数指针，但由于捕获的lambda函数无法转换为普通函数指针，它并没有起作用。

非常感谢任何帮助。

- Haatschii

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这可能是MSVC中的一个错误。在Clang/GCC中可以正常工作。 - user3920237

哦，微软，你真有趣。 - user123

@remyabel和Mohammad，我认为微软先生应该得到道歉。这不是一个好的行为方式！ - user932887

抱歉，微软先生。 ;_; - user123

好的，谢谢大家。我用GCC 4.8测试了一下，实际上它可以工作。所以我可能需要升级我的GCC。 - Haatschii

Answer 1

根据C++11标准，您的编译器是正确的。在C++14中，添加了一条规则，即除非参数的类型实际上可以与std::function的参数类型进行调用，否则构造函数模板不得参与重载决议。因此，在C++14中，此代码应该能够编译，但在C++11中则不能。可以认为这是C++11中的疏忽。

现在，您可以通过显式转换来解决这个问题：

foo(std::function<int()>([](){return 3;}));

- Brian Bi

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感谢澄清。根据评论，我尝试使用GCC 4.8（和-std=c++11），它起作用了。有点有趣的是，较新版本的GCC因此未严格使用正确的c++11。 - Haatschii

@Haatschii 这是C++11标准中的一个缺陷；编译器/库开发人员通常会追溯地应用修复程序。(此外，在C++11中它已经是UB了，所以具有C++14行为是允许的。) - T.C.

Answer 2

http://coliru.stacked-crooked.com/a/26bd4c7e9b88bbd0

使用模板是std::function的替代方案。模板避免了与std::function相关的内存分配开销。模板类型推导机制将推断传递的lambda的正确类型，因此调用站点转换消失了。但是，仍然需要消除无参和有参情况的重载歧义。

可以使用尾返回类型的技巧来实现这一点，这类似于enable_if。

template<typename Callable>
auto baz(Callable c) 
    -> decltype(c(5), void())
{
    std::cout << c(5) << std::endl;
}

当模板参数 Callable 可以使用 5 作为参数调用时，baz 的上述重载将成为有效的重载候选。

您可以在此基础上添加更高级的机制，使其更加通用（例如将 args 可变包展开到 callable 中），但我想展示基本机制的工作原理。

- rparolin

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你的coliru示例中似乎缺少了#include <functional>。 - kyb

请告诉我 decltype(c(5), void()) 是如何工作的或者在哪里可以阅读到相关信息？据我所知，c(5) 只是为了表明我们期望 Callable c 接受一个 int 类型的参数，然后操作符和真实返回类型，更准确地说是“构造”一个 void 类型的值以用作 decltype 的参数。因此，诀窍在于限制 Callable 可以使用某些参数进行调用，然后返回 void。对吗？ - kyb