使用 + (unary plus) 为 lambda 解决函数指针和 std::function 上的模棱两可的重载

Posted 2023-03-31

【中文标题】使用 + (unary plus) 为 lambda 解决函数指针和 std::function 上的模棱两可的重载

【英文标题】：Resolving ambiguous overload on function pointer and std::function for a lambda using + (unary plus)

【发布时间】：2013-07-23 05:27:56

【问题描述】：

在以下代码中，对foo 的第一次调用不明确，因此无法编译。

第二个，在 lambda 之前添加 +，解析为函数指针重载。

#include <functional>

void foo(std::function<void()> f)  f(); 
void foo(void (*f)())  f(); 

int main ()

    foo(  []() ); // ambiguous
    foo( +[]() ); // not ambiguous (calls the function pointer overload)

+ 符号在这里做什么？

【参考方案1】：

表达式+[]() 中的+ 是一元+ 运算符。定义如下 [expr.unary.op]/7:

一元+ 运算符的操作数应具有算术、无范围枚举或指针类型，结果是参数的值。

lambda 不是算术类型等，但可以转换：

[expr.prim.lambda]/3

lambda-expression [...] 的类型是唯一的、未命名的非联合类类型——称为 闭包类型——其属性如下所述.

[expr.prim.lambda]/6

没有 lambda-capture 的 lambda-expression 的闭包类型具有 public non-virtual non-explicit const 转换函数指向函数的指针 具有与闭包类型的函数调用运算符相同的参数和返回类型。这个转换函数的返回值应该是一个函数的地址，当被调用时，它与调用闭包类型的函数调用运算符具有相同的效果。

因此，一元 + 强制转换为函数指针类型，即针对此 lambda void (*)()。因此，表达式+[]()的类型就是这个函数指针类型void (*)()。

第二个重载void foo(void (*f)()) 成为重载解析排名中的精确匹配，因此被明确选择（因为第一个重载不是精确匹配）。

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lambda []() 可以通过std::function 的非显式模板ctor 转换为std::function<void()>，它采用满足Callable 和CopyConstructible 要求的任何类型。

也可以通过闭包类型的转换函数将lambda转换为void (*)()（见上文）。

两者都是用户定义的转换序列，并且等级相同。这就是为什么在 first 示例中由于歧义而导致重载解析失败的原因。

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根据由 Daniel Krügler 的论点支持的 Cassio Neri 所说，这个一元 + 技巧应该是指定的行为，即您可以依赖它（参见 cmets 中的讨论）。

不过，如果您想避免歧义，我还是建议您对函数指针类型使用显式转换：您无需询问 SO 是做什么的以及为什么起作用；)

【讨论】：

@Fred AFAIK 成员函数指针不能转换为非成员函数指针，更不用说函数左值了。您可以通过std::bind 将成员函数绑定到std::function 对象，该对象可以像函数左值一样被调用。

@DyP：我相信我们可以依靠棘手的。实际上，假设实现将operator +() 添加到无状态闭包类型。假设此运算符返回的不是指向闭包类型转换为的函数的指针。然后，这将改变违反 5.1.2/3 的程序的可观察行为。请告诉我你是否同意这个推理。

@CassioNeri 是的，这就是我不确定的地方。我同意添加operator + 时可观察到的行为可能会发生变化，但这与没有operator + 开始的情况相比。但是没有指定闭包类型不应有operator + 重载。 “一个实现可以定义不同于下面描述的闭包类型，前提是这不会改变程序的可观察行为，而不是通过 [...]”但是 IMO 添加运算符不会改变闭包类型不同于“下面描述的”。

@DyP：没有operator +() 的情况正是标准所描述的情况。该标准允许实现做一些不同于指定的事情。例如，添加operator +()。但是，如果程序可以观察到这种差异，那么它就是非法的。一旦我在 comp.lang.c++.moderated 中询问一个闭包类型是否可以为result_type 和另一个typedefs 添加一个typedef 以使其具有适应性（例如std::not1）。我被告知它不能，因为这是可以观察到的。我会尝试找到链接。

VS15 给你这个有趣的错误：test.cpp(543): error C2593: 'operator +' is ambiguous t\test.cpp(543): note: could be 'built-in C++ operator+ (void (__cdecl *)(void))' t\test.cpp(543): note: or 'built-in C++ operator+(void (__stdcall *)(void))' t\test.cpp(543): note : or 'built-in C++ operator+(void (__fastcall *)(void))' t\test.cpp(543): note: or 'built-in C++ operator+(void (__vectorcall *)(void))' t\ test.cpp(543): 注意: 在尝试匹配参数列表时'(wmain::) test.cpp(543): error C2088: '+': 对类非法