为什么在传递lambda时不能推导出模板参数而不是函数指针

Question

我有一个冒泡排序函数，它需要一个数组，一个比较函数和一个布尔值来指示它是否应该颠倒数组。它是一种支持任何数据类型的模板函数，并会自动推导出数组大小。

指定比较函数时，如果我传递函数指针，编译器会自动推导出数组的数据类型，这很好。但是如果我传递lambda表达式，它不会自动推断出来。我必须明确指定数据类型，或者将lambda的static_cast指定为fnCompare_t<double>。

这是什么原因？因为根据this post，只要lambda没有捕获，它可以像普通旧函数指针一样使用，但似乎并非总是如此？在这种情况下它怎么会有所不同？

#include <iostream> 
using namespace std; 

template <typename T> 
using fnCompare_t = int(*)(T const &, T const &); 

template <typename T, size_t count> 
inline void BubbleSort(
    T(&array)[count], 
    fnCompare_t<T> fnCompare, 
    bool reverse) 
{ 
    cout << "TODO: Implement BubbleSort" << endl; 
} 

double doubleArray[] = { 
    22.3, 11.2, 33.21, 44.2, 91.2, 15.2, 77.1, 8.2 
}; 

int CompareDouble(double const & a, double const & b) 
{ 
    return a > b ? 1 : a == b ? 0 : -1; 
} 

int main() 
{ 
    auto fnCompare = [](double const & a, double const & b) -> int { 
     return a > b ? 1 : a < b ? -1 : 0; 
    }; 
    // compile OK: 
    BubbleSort(doubleArray, CompareDouble, false); 
    BubbleSort(doubleArray, static_cast<fnCompare_t<double>>(fnCompare), false); 
    BubbleSort<double>(doubleArray, fnCompare, false); 
    // compile error, could not deduce template argument: 
    //BubbleSort(doubleArray, fnCompare, false); 
    return 0; 
} 

Answer 1

的原因是因为你不能使用时，扣在模板参数获得的隐式转换。典型的例子是：

template <class T> 
T min(T x, T y); 

调用此功能min(1, 3.0)会导致失败。因为对于这两个参数，它试图找到一个T以获得完美匹配，并失败。如果明确指定模板参数，则它可以工作：min<double>(1, 3.0)。您的示例中也是如此，如果您明确指定T，它将起作用。

写入签名的功能的惯用方法是：

template <typename Iter, typename F> 
inline void BubbleSort(
    Iter b, Iter e, 
    F fnCompare, 
    bool reverse) 

然而，这种丢弃编译时间长度的信息。如果你想保住你的，你可以这样做：

template <typename T, size_t count, typename F> 
inline void BubbleSort(
    T(&array)[count], 
    F fnCompare, 
    bool reverse); 

虽然你至少应该考虑使用std::array，而不是一个C风格的数组，这将使签名少一点丑陋，但有其他好处。

这可能看起来很奇怪，因为我们没有在我们的签名中“验证”具有正确签名的比较器。但是这在C++中是正常的，如果比较器不正确，那么它在使用时会失败并且仍然是编译时错误。注意，当你试图依赖一个lambda隐式地转换成一个函数指针时，你会受到不必要的限制：lambda只能转换成与相同的签名的函数指针。即使lambda的输出可以隐式转换为函数指针的输出，您的lambda也不会隐式转换，即使lambda仍然可以使用！

作为最后的最后一个注意事项，传递函子通常更好，因为它对性能更好。比较器通常是小功能，通常会被内联。但是在你的版本中，比较器通常不会被内联，它会（因为我保留了lambda的原始类型，而你没有）。

Answer 2

您需要明确地将lambda转换为函数指针。没有其他办法。但是，不是static_cast荷兰国际集团可以申请+的拉姆达，这将触发函数指针转换，你可以申请+为指针类型：

BubbleSort(doubleArray, +fnCompare, false); 
//      ^^ 
//  applying unary + invokes the function pointer conversion operator 

原因为何没有到无隐式调用转换操作符是在重载解析期间，编译器将只考虑完全匹配的模板（有关更多信息，请参阅this）。由于lambda不是函数指针，因此不能完美匹配，并且过载被丢弃。