有一些模板会以函数为模板参数,有时候这些模板要获得函数的返回值和参数。如在boost中的signal和slot机制,就存在这样情况。
那么,我们如何得到这些信息呢?
我们使用C++不完全实例化来实现。
比如,有这个代码
typedef function_traits<void (int,const char*)> Signal;
能够得到Signal::result_type == void, Signal::arg1_type == int, Signal::arg2_type == const char*?
要想获得这种效果,必须通过Function的指针来实现,我们借助一个function_traits_help模板来实现。
template<typename Function> struct function_traits : public function_traits_help<Function*> { };
function_traits_help类接受Function的指针为参数。
函数类型和函数指针是不一样的,如
void (int,int)//定义一个函数类型 void (*)(int, int) //定义了一个函数指针 template<typename Func> struct FuncType { typedef FuncPtr funcPtr; }; FuncType<void(int,int)>::funcPtr 等同于 void(*)(int,int)
function_traits_help就是利用不完全实例化来实现
首先,定义主模板
template<typename FunctionPtr> struct function_traits_help;
主模板不做任何事情,作为一个核心模板存在,但从不使用,因此无需具体定义。
定义无参数的实现
template<typename R> struct function_traits_help<R(*)(void)> { enum {arty = 0 }; typedef R result_type; };
function_traits_help<R(*)(void)>就是function_traits_help<FunctionPtr>的一种具体实例化,C++编译器当遇到 R (*)(void)这样类型的函数指针类型的时候,就会匹配到这个定义上。
定义包含一个参数的模板
template<typename R, typename T1> struct function_traits_help<R(*)(T1)> { enum {arty = 1 }; typedef R result_type; typedef T1 arg1_type; };
同样的,C++编译器遇到 R (*)(T1)类型的函数指针时,就会匹配到这个定义。
同理,我们可以定义2,3,4,...
template<typename R, typename T1, typename T2> struct function_traits_help<R(*)(T1, T2)> { enum {arty = 2 }; typedef R result_type; typedef T1 arg1_type; typedef T2 arg2_type; }; template<typename R, typename T1, typename T2, typename T3> struct function_traits_help<R(*)(T1, T2, T3)> { enum {arty = 3 }; typedef R result_type; typedef T1 arg1_type; typedef T2 arg2_type; typedef T3 arg3_type; }; template<typename R, typename T1, typename T2, typename T3, typename T4> struct function_traits_help<R(*)(T1, T2, T3, T4)> { enum {arty = 4 }; typedef R result_type; typedef T1 arg1_type; typedef T2 arg2_type; typedef T3 arg3_type; typedef T4 arg4_type; }; ..............
这样,我们就可以得到正确的信息:
typedef function_traits<int (int,char*)> Function;
于是:
Function::arty : 2;
Function::result_type : int
Function::arg1_type : int
Function::arg2_type : char*
我们还可以用typeid(x).name()来看真正的效果。
PS: 要使用typeid(x).name()要首先 #include <typeinfo>
template<typename T> void show_function_info(const char* name) { printf("%s: arg count=%d, result_type:%s ", name, T::arty, typeid(typename T::result_type).name()); show_args<T::arty, T> x; x(); }
show_args<T::arty, T>也是一个不完全实例化的对象,用于匹配正确数目参数的对象。
show_args的定义如下:
template<int N, typename Func> struct show_args; //主模板,从不使用 template<typename Func> struct show_args<0, Func> { //0个参数 void operator()(){ } }; template<typename Func> struct show_args<1, Func> {//1个参数 void operator()(){ printf(" arg1 = %s ", typeid(typename Func::arg1_type).name()); } }; template<typename Func> struct show_args<2, Func> {//2个参数 void operator()(){ printf(" arg1 = %s ", typeid(typename Func::arg1_type).name()); printf(" arg2 = %s ", typeid(typename Func::arg2_type).name()); } }; template<typename Func> struct show_args<3, Func> { void operator()(){ printf(" arg1 = %s ", typeid(typename Func::arg1_type).name()); printf(" arg2 = %s ", typeid(typename Func::arg2_type).name()); printf(" arg3 = %s ", typeid(typename Func::arg3_type).name()); } }; template<typename Func> struct show_args<4, Func> { void operator()(){ printf(" arg1 = %s ", typeid(typename Func::arg1_type).name()); printf(" arg2 = %s ", typeid(typename Func::arg2_type).name()); printf(" arg3 = %s ", typeid(typename Func::arg3_type).name()); printf(" arg4 = %s ", typeid(typename Func::arg4_type).name()); } }; .................................
最后,用宏来简化实现
#define SHOW_FUNC(T) show_function_info<T > (#T)
最后的测试代码
int main() { SHOW_FUNC(function_traits<int ()>); SHOW_FUNC(function_traits<void ()>); SHOW_FUNC(function_traits<void (int)>); SHOW_FUNC(function_traits<int (int,char*)>); SHOW_FUNC(function_traits<int (int,char*, double)>); };
该程序的运行结果是
function_traits<int ()>: arg count=0, result_type:i function_traits<void ()>: arg count=0, result_type:v function_traits<void (int)>: arg count=1, result_type:v arg1 = i function_traits<int (int,char*)>: arg count=2, result_type:i arg1 = i arg2 = Pc function_traits<int (int,char*, double)>: arg count=3, result_type:i arg1 = i arg2 = Pc arg3 = d