C++ 获取指定的重载函数地址

刚刚看到一篇博客,说 std::bind 无法绑定正确的重载函数。这里的问题并不是 std::bind 能力不足,而是将函数名传递给 std::bind 时编译器无法取到这个函数的地址(也就是符号,编译器会先解析成符号,链接器再替换为地址),因为有多个重载函数都是这个名字。核心问题是无法通过函数名取到想要的重载函数地址。就像下面的代码无法编译通过:

#include <iostream>

void f()
{
    std::cout << "f 1" << std::endl;
}

void f(int x)
{
    std::cout << "f 2 " << x << std::endl;
}

int main()
{
    auto p = &f;
}

编译错误:

/home/abc/cpplearn/overload_func.cpp: In function ‘int main()’:
/home/abc/cpplearn/overload_func.cpp:15:15: error: unable to deduce ‘auto’ from ‘& f’
   15 |     auto p = &f;
      |               ^
/home/abc/cpplearn/overload_func.cpp:15:15: note:   couldn’t deduce template parameter ‘auto’

有没有什么比较完美的解决办法呢?我觉得一定有,因为 C 语言没有函数重载,函数地址作为实参也是常规操作。相比之下,C++ 引入了函数重载,却无法取到函数地址,这就很尴尬。C++ 设计者肯定也想到了这个问题。

于是查阅了 cppreference.com,看到了 Address of an overloaded function。函数名的重载解析除了发生在函数调用的时候,也会发生在以下 7 种语境:

#ContextTarget
1initializer in a declaration of an object or referencethe object or reference being initialized
2on the right-hand-side of an assignment expressionthe left-hand side of the assignment
3as a function call argumentthe function parameter
4as a user-defined operator argumentthe operator parameter
5the return statementthe return type of a function
6explicit cast or static_cast argumentthe target type of a cast
7non-type template argumentthe type of the template parameter

当函数名存在于这 7 种语境时,会发生重载解析,并且会选择与 Target 类型匹配的那个重载函数。这里就不一一考察这 7 种语境了,有兴趣可以自己查阅 cppreference.com。这里重点考察第 3 种和第 6 种。

先看第 3 种语境。当函数名作为函数调用的实参时,重载解析会选择和形参类型相匹配的版本。也就是说,下面的代码会如期运行:

#include <iostream>

void f()
{
    std::cout << "f 1" << std::endl;
}

void f(int x)
{
    std::cout << "f 2 " << x << std::endl;
}

void call(void p(int)) {
    p(1);
}

int main()
{
    call(f);
}

这段代码输出:

f 2 1

回到最初的问题,std::bind 也是函数,为什么无法正常编译呢?直接分析下面代码的编译错误信息:

#include <iostream>
#include <functional>

void f()
{
    std::cout << "f 1" << std::endl;
}

void f(int x)
{
    std::cout << "f 2 " << x << std::endl;
}

int main()
{
    auto new_func = std::bind(f, std::placeholders::_1);
    new_func(66);
}

编译错误:

/home/abc/cpplearn/overload_func.cpp: In function ‘int main()’:
/home/abc/cpplearn/overload_func.cpp:16:30: error: no matching function for call to ‘bind(<unresolved overloaded function type>, const std::_Placeholder<1>&)’
   16 |     auto new_func = std::bind(f, std::placeholders::_1);
      |                     ~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

可以看到,std::bind 准确地说是一个函数模板。它要根据其参数进行模板实参推导,再替换模板形参进行实例化(Instantiation),产生和普通函数类似的汇编代码。std::bind 进行实例化的时候,函数 f 还没有进行重载解析,其类型为<unresolved overloaded function type>。std::bind 无法进行实例化。怎样修改可以解决这个问题呢?

可以利用第 6 个语境,也就是显示转换或 static_cast。重载解析会选择与它们的目标类型相匹配的版本。下面的代码会如期运行:

#include <iostream>
#include <functional>

void f()
{
    std::cout << "f 1" << std::endl;
}

void f(int x)
{
    std::cout << "f 2 " << x << std::endl;
}

int main()
{
    auto new_func = std::bind((void(*)(int))f, std::placeholders::_1);
    new_func(66);
}

这段代码输出:

f 2 66

还有一种更加巧妙的办法,依然是利用第 3 种语境。既然 std::bind 的第一个模板实参的推导,和 f 的重载解析相矛盾。为什么不直接解决这个矛盾,将第一个模板实参改为显示指定?来看下面的代码:

#include <iostream>
#include <functional>

void f()
{
    std::cout << "f 1" << std::endl;
}

void f(int x)
{
    std::cout << "f 2 " << x << std::endl;
}

int main()
{
    auto new_func = std::bind<void(int)>(f, std::placeholders::_1);
    new_func(66);
}

这段代码如期输出:

f 2 66
    原文作者:mkckr0
    原文地址: https://www.cnblogs.com/mkckr0/p/16353596.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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