能否定义类型特性获取模板函数的模板参数类型？

假设有如下模板函数：

template<typename T>  auto foobar ()  { return std::string("why not"); }

是否可以定义一个类型特性来获取该函数的模板参数？若将该特性命名为get_template_parameter，期望能编写如下代码：

template<typename T>  auto foobar ()  { return std::string("why not"); }

using type = typename get_template_parameter <decltype(foobar<double>)>::type;

static_assert (std::is_same_v<type,double>);

更新说明：为强调模板参数与函数返回值无关，已为foobar函数添加了一个虚拟返回值。

解决方案 #

直接通过decltype(foobar<double>)得到的函数类型反向获取模板参数T是做不到的——因为实例化后的普通函数类型里，根本不携带任何原模板参数的元信息。不过我们可以通过添加类型标记、包装器这类方式实现需求：

方法1：给函数返回值添加类型嵌套 #

修改模板函数，让返回值携带模板参数的类型信息：

#include <string>
#include <type_traits>

template<typename T>
struct FoobarTag {
    using type = T;
    // 重载转换运算符，保持原函数的返回值行为
    operator std::string() const { return "why not"; }
};

template<typename T>
auto foobar() {
    return FoobarTag<T>{};
}

// 特化类型特性，提取Tag中的模板参数
template<typename F>
struct get_template_parameter;

template<typename T>
struct get_template_parameter<FoobarTag<T>> {
    using type = T;
};

// 适配函数指针类型，先提取返回值类型再处理
template<typename Ret>
struct get_template_parameter<Ret(*)()> {
    using type = typename get_template_parameter<Ret>::type;
};

int main() {
    using type = typename get_template_parameter<decltype(foobar<double>)>::type;
    static_assert(std::is_same_v<type, double>);
}

方法2：利用函数指针的唯一性关联模板参数 #

如果不想修改原函数，可以借助编译器对不同模板实例函数指针的类型区分来实现：

#include <string>
#include <type_traits>

template<typename T>
auto foobar() { return std::string("why not"); }

// 特化类型特性，匹配foobar<T>的函数指针类型
template<typename T>
struct get_template_parameter<decltype(&foobar<T>)> {
    using type = T;
};

int main() {
    using type = typename get_template_parameter<decltype(foobar<double>)>::type;
    static_assert(std::is_same_v<type, double>);
}

注意：这种方法依赖编译器对不同模板实例的函数指针类型的区分，在标准C++中，decltype(&foobar<T>)确实是唯一对应T的类型，因此是可行的。

核心结论 #

标准C++里，实例化后的函数类型（比如std::string(*)()）本身不包含原模板参数的任何信息，所以无法直接反向推导。必须通过额外的标记、关联机制来保存模板参数的元信息，才能实现get_template_parameter的需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者abcdefg