关于 shared_ptr、成员指针运算符 `->*` 和 `std::bind`

Question

关于 shared_ptr、成员指针运算符 `->*` 和 `std::bind`

c++operator-overloadingshared-ptrboost-bindpointer-to-member

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最近我发现shared_ptr没有指向成员的运算符->*。我创建了一个简单的示例：

template <typename Pointer, typename Function, typename... Args>
auto invoke1(Pointer p, Function f, Args... args) -> decltype((p->*f)(args...))
{
  return (p->*f)(args...);
}
struct A { 
    void g() { std::cout << "A::g()\n"; } 
};
int main() {
  A a;
  invoke1(&a, &A::g); // works!!
  std::shared_ptr<A> sa = std::make_shared<A>();
  invoke1(sa, &A::g); // compile error!!
}

Q1：为什么这样呢？为什么shared_ptr没有这个运算符？

我为shared_ptr添加了这样的运算符，示例开始工作：

template <typename T, typename Result>
auto operator ->* (std::shared_ptr<T> pointer, Result (T::*function)()) ->decltype(std::bind(function, pointer))
{
    return std::bind(function, pointer);
}
template <typename T, typename Result, typename Arg1>
auto operator ->* (std::shared_ptr<T> pointer, Result (T::*function)(Arg1 arg1)) ->decltype(std::bind(function, pointer, std::placeholders::_1))
{
    return std::bind(function, pointer, std::placeholders::_1);
}

Q2：这个运算符的实现是否正确？是否有任何“黄金”规则来实现这样的运算符，可能我重新发明了轮子或者走了完全错误的方向，你认为呢？有没有一种方法可以使用单个函数来实现此运算符，而不是像 std 中占位符数量那么多的函数...

之后，我得出结论，std::bind 可以在我的 invoke 方法中使用。

template <typename Pointer, typename Function, typename... Args>
auto invoke2(Pointer p, Function f, Args... args) 
                     -> decltype(std::bind(f, p, args...)())
{
   return std::bind(f, p, args...)();
}

通过这种方式，我的示例也可以正常工作，无需向 shared_ptr 添加 operator ->*。

Q3: 那么，现在是否认为 std::bind 是 operator->* 的替代品？

- PiotrNycz

你尝试过这样吗：invoke1(sa.get(), &A::g); - Alexis

@Alexis - 是的，我已经尝试过了，当然它可以工作，但我认为这个解决方法对我的问题不重要。 - PiotrNycz

我甚至不知道你可以重载那个运算符。 - user541686

@Mehrdad 曾经有过允许重载空格的讨论，我也看到了逗号运算符的重载。有时候甚至是有用的！ - Alice

3个回答

4

我认为最简单的解决方案是用一对解引用(*)和结构引用(.)运算符替换'结构指针取值'(->)运算符：

template <typename Pointer, typename Function, typename... Args>
auto invoke1(Pointer p, Function f, Args... args) -> decltype(((*p).*f)(args...))
{
  return ((*p).*f)(args...);
}

- Lol4t0

这就是 INVOKE 的定义方式，它规定了 std::bind 的工作方式。 - K-ballo

1

.* 是一个操作符，不是两个。此外，->* 与 -> 不同。 - Lightness Races in Orbit

你也可以这样做： return p.get()->f(args...); - mchiasson

@mchiasson，它不允许传递原始指针或某些没有“get”函数的自定义指针类型。但我相信每个指针都支持解引用运算符。 - Lol4t0

2

我认为shared_ptr没有->*运算符，因为对于任意数量的参数（这是C++11允许的其他用例），实现它是不可能的。此外，您可以轻松地为调用get()的智能指针添加一个invoke函数的重载，因此不希望使接口复杂化。

- user283145

对于任意数量的参数来说是不可能的，但是对于比如说最多30个参数是可能的（我的gcc编译器中有29个占位符）。因此从实际角度来看，具有更多参数的函数在现实世界中并不存在。第二件事是我知道有解决方法，@Alexis已经提到了这一点。+1 对于不能用于任何数量的参数的观察。但我仍然想知道，也许还有其他原因，并且仍然希望得到其他子问题的答案。 - PiotrNycz

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可以查看英文原文，
原文链接

- Alice · Accepted Answer

简而言之：是的，std::bind可以替代成员函数指针。 为什么？因为成员函数指针很糟糕，它们的唯一目的就是实现委托，这就是为什么std::bind和std::function存在的原因。

关于成员函数指针如何实现，请参见我之前的回答（链接）。简单来说，由于标准不允许在类型转换后调用成员函数指针，所以它们被限制了；这使得它们对于90%的人想要从成员函数指针中获得的行为变得毫无意义：委托。

因此，std::function用于表示抽象的“可调用”类型，而std::bind用于将this绑定到成员函数指针上。你绝对不应该操纵成员函数指针，而应该使用std::bind和std::function。