Как я могу сгенерировать столько параметров, сколько есть арность функции?

Предположим, что у меня есть следующая функция, которая принимает функцию как параметр.

template <typename F>
void test_func(F f)
{
    // typedef typename function_traits<F>::return_type T;
    typedef int T;

    std::mt19937 rng(std::time(0));
    std::uniform_int_distribution<T> uint_dist10(0, std::numeric_limits<T>::max());

    f(uint_dist10(rng), uint_dist10(rng)); // Problem!
}

Использование:

int foo(int, int) { return 0; }
int bar(int, int, int, int) { return 0; }

int main()
{
    test_func(foo);
    // test_func(bar);
}

Так же, как foo и bar, у меня есть несколько функций, которые возвращают T, и берут некоторое количество параметров типа T. Я хотел бы, чтобы test_func генерировал столько звонков на мой RNG, как функция f принимает параметры. Другими словами, мы можем предположить, что T всегда является целым типом и каждый параметр будет одним и тем же, то есть вызовом функции для RNG.

Используя функции function_traits (такие как те, что есть в Boost), я могу получить возвращаемый тип F, и это немного помогает. Грубо говоря, мой вопрос:

Как я могу генерировать необходимое количество вызовов функций, чтобы он соответствовал арности функции F?

До С++ 11 я бы посмотрел на Boost.Preprocessor или, возможно, полагался на специализированную специализацию. Есть ли лучший способ сделать это сейчас?

Ответ 1

Сначала определите мета-функцию, называемую arity, чтобы вычислить arity функции (это просто простая реализация, может быть также улучшена для вычисления ясности функторов. См. мой ответ здесь):.

template<typename F> 
struct arity;

template<typename R, typename ...Args> 
struct arity<R (*)(Args...)>
{
    static const std::size_t value = sizeof ... (Args);
};

затем определите другую мета-функцию, называемую genseq, чтобы сгенерировать временную последовательность компиляции интегральных значений:

template<int ... N>
struct seq
{
    using type = seq<N...>;

    template<int I>
    struct push_back : seq<N..., I> {};
};

template<int N>
struct genseq : genseq<N-1>::type::template push_back<N-1> {};

template<>
struct genseq<0> : seq<> {};

template<int N>
using genseq_t = typename genseq<N>::type;  //Just a friendly alias!

то функция invoker как:

template<typename F, typename ArgEvaluator, int ...N>
void invoke(seq<N...>, F f, ArgEvaluator arg_evaluator)
{
    using arg_type = decltype(arg_evaluator());

    constexpr std::size_t arity = sizeof ... (N);

    arg_type args[] { (N, arg_evaluator()) ... }; //enforce order of evaluation

    f( args[N] ... );
}

И тогда ваш код станет следующим:

template <typename F>
void test_func(F f)
{
    // typedef typename function_traits<F>::return_type T;
    typedef int T;

    std::mt19937 rng(std::time(0));
    std::uniform_int_distribution<T> uint_dist10(0, std::numeric_limits<T>::max());

    //f(uint_dist10(rng), uint_dist10(rng)); // Problem!

      auto arg_evaluator = [&]() mutable { return uint_dist10(rng); };
      invoke(genseq_t<arity<F>::value>(), f, arg_evaluator);
}

Ниже приведен пример демонстрации.

Надеюсь, что это поможет.

Ответ 2

Нет необходимости в сложных мета-вычислениях.

template <typename Ret, typename ... T>
void test_func (Ret f (T...))
{
  std::mt19937 rng(std::time(0));
  f((std::uniform_int_distribution<T>(0, std::numeric_limits<T>::max())(rng))...);
}

int moo(int, int, int){ return 0; }

int main ()
{
  test_func(moo);
}

Для поддержки функторов требуется немного более длинная реализация, все еще не слишком сложная:

// separate arguments type from function/functor type
template <typename F, typename ... T> 
void test_func_impl (F f)
{
  std::mt19937 rng(std::time(0));
  f((std::uniform_int_distribution<T>(0, std::numeric_limits<T>::max())(rng))...);
}

// overload for a straight function
template <typename Ret, typename ... T>
void test_func (Ret f (T...))
{
  test_func_impl<decltype(f), T...>(f);
}

// forwarder for a functor with a normal operator()
template <typename F, typename Ret, typename... T>
void test_func_for_functor (F f, Ret (F::*)(T...))
{
  test_func_impl<F, T...>(f);
}

// forwarder for a functor with a const operator()
template <typename F, typename Ret, typename... T>
void test_func_for_functor (F f, Ret (F::*)(T...)const)
{
  test_func_impl<F, T...>(f);
}

// overload for anything that has operator()
template <typename F>
void test_func (F f)
{
  test_func_for_functor(f, &F::operator());
}