`std::function` 的模板參數（簽章）是其類型的一部分嗎？

std::Function 中的簽章與型別歧義

概述

在C 中，std::function 是表示可呼叫物件的模板類。它提供了一種靈活的方法來將函數作為參數傳遞並將它們儲存在資料結構中。然而，一個常見的混淆來源是關於 std::function 的模板參數（簽章）是否是其類型的一部分。本文深入研究了這種歧義的細節，並探討了潛在的解決方案。

問題

當函數的多個重載接受不同簽章的參數但都可以從同一型別構造時，就會出現歧義。 ，例如函數指標或 lambda。考慮以下程式碼片段：

<code class="cpp">#include <functional>

using namespace std;

int a(const function<int ()>& amp;f)
{
    return f();
}

int a(const function<int (int)>& amp;f)
{
    return f(0);
}

int x() { return 22; }

int y(int) { return 44; }

int main()
{
    a(x);  // Call is ambiguous.
    a(y);  // Call is ambiguous.

    a((function<int ()>&)x);    // Works.
    a((function<int (int)>&)y); // Works.

    return 0;
}</code>

在此範例中，a 函數被重載以接受 function 類型的函數指標或類型為 function 的函數指標。或函數。當使用 x 或 y 呼叫 a 時，這兩個函數指針都是具有不同簽名的函數指針，編譯器無法確定選擇哪個重載，從而導致歧義。

歧義的原因

這種歧義源於事實上，std::function 採用類型擦除，這允許它儲存和調用不同類型的函數。 std::function 的範本參數（簽章）會作為佔位符來指定可呼叫類型，但在建構過程中並沒有嚴格強制執行。

例如，std::function 的建構子可以接受任何型別即使簽章與範本參數不匹配，也可以轉換為可呼叫物件。當多個重載接受鬆散可構造類型時，這種構造靈活性會導致歧義。

規避歧義

要解決歧義，可以使用明確轉換在函數點指定所需的簽章呼叫。這可確保編譯器可以根據強制轉換類型識別正確的重載。在上面的範例中，可以加入以下強制轉換來消除呼叫的歧義：

<code class="cpp">a((function<int ()>&)x);  // Disambiguate as function<int ()>
a((function<int (int)>&)y); // Disambiguate as function<int (int)></code>

或者，可以建立適當類型的函數物件並將其直接傳遞給函數：

<code class="cpp">function<int ()> fx = x;
function<int (int)> fy = y;
a(fx);  // No ambiguity
a(fy);  // No ambiguity</code>

最後，模板元程式設計技術可用於為不同簽章產生專用函數，因此無需明確轉換。這種方法提供了一種更優雅且類型安全的解決方案。

結論

std::function 的簽章作為指定可呼叫型別的佔位符，但它在構造過程中並不嚴格強制型別匹配。當多個重載接受鬆散構造的類型時，這種靈活性可能會導致歧義。透過使用明確轉換或替代方法（例如函數物件或模板元程式設計），開發人員可以消除函數呼叫的歧義並確保選擇正確的重載。

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