C++模板取函数参数类型和返回值类型的方法

Love The Way You Lie 2022-05-17 20:05 297阅读 0赞

假设要利用模板元编程获取位于index的参数的类型：

template<int index, class FuntionType>
    struct ArgTypeAt
    {
        // FuntionType的返回值类型和参数类型？
    };
    
    int f(int, short, float);
    static_assert(is_same_v<decltype(f), int(int, short, float)>);
    using Arg2Type = ArgTypeAt<2, decltype(f)>::type; // 假设这样使用模板

这时`FunctionType`就是一个单独的类型`int(int, short, float)`了，里面含有各参数的类型。要把`FuntionType`分离成返回值类型和参数类型，方法是利用模板特化，然后参数类型是一个包，再把参数包展开就能得到各位置参数的类型：

template<int index, class FuntionType>
    struct ArgTypeAt;
    
    template<class ResultType, class FirstArgType, class... ArgsType>
    struct ArgTypeAt<0, ResultType(FirstArgType, ArgsType...)>
    {
        using type = FirstArgType;
    };
    
    template<int index, class ResultType, class FirstArgType, class... ArgsType>
    struct ArgTypeAt<index, ResultType(FirstArgType, ArgsType...)>
    {
        using type = typename ArgTypeAt<index - 1, ResultType(ArgsType...)>::type;
    };
    
    int f(int, short, float);
    static_assert(is_same_v<ArgTypeAt<2, decltype(f)>::type, float>); // OK

匹配过程是：`ArgTypeAt<2, int(int, short, float)>::type` = `ArgTypeAt<1, int(short, float)>::type` = `ArgTypeAt<0, int(float)>::type` = `float`

还有个问题，如果把f的调用约定（默认是`__cdecl`）改成`__stdcall`这个模板特化就不匹配了，因为修饰符也是类型的一部分，而C++的泛型并没有修饰符变了还能匹配的方法（只有类型变了能匹配）。参考标准库的`std::function`定义了一堆宏，我也用宏改造成下面这样：

template<int index, class FuntionType>
    struct ArgTypeAt;
    
    #define DEF_ARG_TYPE_AT(CV) \
        template<class ResultType, class FirstArgType, class... ArgsType>                   \
        struct ArgTypeAt<0, ResultType CV(FirstArgType, ArgsType...)>                       \
        {                                                                                   \
            using type = FirstArgType;                                                      \
        };                                                                                  \
                                                                                            \
        template<int index, class ResultType, class FirstArgType, class... ArgsType>        \
        struct ArgTypeAt<index, ResultType CV(FirstArgType, ArgsType...)>                   \
        {                                                                                   \
            using type = typename ArgTypeAt<index - 1, ResultType CV(ArgsType...)>::type;   \
        };
    
    DEF_ARG_TYPE_AT(__cdecl)
    #ifdef _M_CEE
    DEF_ARG_TYPE_AT(__clrcall)
    #endif
    #if defined(_M_IX86) && !defined(_M_CEE)
    DEF_ARG_TYPE_AT(__fastcall)
    #endif
    #ifdef _M_IX86
    DEF_ARG_TYPE_AT(__stdcall)
    #endif
    #if ((defined(_M_IX86) && _M_IX86_FP >= 2) \
        || defined(_M_X64)) && !defined(_M_CEE)
    DEF_ARG_TYPE_AT(__vectorcall)
    #endif
    
    // OK
    static_assert(is_same_v<ArgTypeAt<2, int(int, short, float)>::type, float>);
    static_assert(is_same_v<ArgTypeAt<2, int __cdecl(int, short, float)>::type, float>);
    static_assert(is_same_v<ArgTypeAt<2, int __fastcall(int, short, float)>::type, float>);
    static_assert(is_same_v<ArgTypeAt<2, int __stdcall(int, short, float)>::type, float>);
    static_assert(is_same_v<ArgTypeAt<2, int __vectorcall(int, short, float)>::type, float>);

还有其他修饰符`const`、`volatile`、`noexcept`、引用、成员函数同理，这里就不写了