返回成员函数指针的C++模板函数编译失败问题求助

可正常运行的代码 #

template<typename... Types>
auto countNumberOfTypes() { return sizeof...(Types); }

template<typename... Types>
consteval auto functionReturnsFunction() { return countNumberOfTypes<Types...>; }

functionReturnsFunction<int, const double>()() == 2;

无法编译的代码 #

struct Test
{
    template<typename... Types>
    auto countNumberOfTypes() { return sizeof...(Types); }
};

template<typename... Types>
consteval auto functionReturnsFunction2() { return &Test::countNumberOfTypes<Types...>; }

// functionReturnsFunction2<int, const double>()() == 2;

编译报错信息 #

error: must use ‘.’ or ‘->’ to call pointer-to-member function in ‘&Test::countNumberOfTypes (...)’, e.g. ‘(... ->* &Test::countNumberOfTypes) (...)’
29 | if (functionReturnsFunction2<int, const double>()() == 2)
| ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~

解决办法 #

问题根源：非静态成员函数指针必须依附类的实例才能调用——这类函数隐含this指针参数，需要指向具体的对象实例。以下是三种可行方案：

1. 改为静态成员函数

静态成员函数不依赖类实例，调用逻辑和全局函数完全一致：

struct Test
{
    template<typename... Types>
    static auto countNumberOfTypes() { return sizeof...(Types); }
};

template<typename... Types>
consteval auto functionReturnsFunction2() { return &Test::countNumberOfTypes<Types...>; }

// 正常调用
functionReturnsFunction2<int, const double>()() == 2;

2. 调用时提供类实例

如果必须保留非静态成员函数，需要创建Test的对象实例，通过.*或->*语法调用：

Test obj;
// 使用对象实例调用
(obj.*functionReturnsFunction2<int, const double>())() == 2;

// 或者使用指针调用
Test* pObj = &obj;
(pObj->*functionReturnsFunction2<int, const double>())() == 2;

3. 用Lambda包装调用逻辑（C++20+）

通过返回无捕获Lambda，在Lambda内部创建临时实例完成调用，对外保持和原全局函数一致的调用方式：

template<typename... Types>
consteval auto functionReturnsFunction2() {
    return []{
        return Test{}.countNumberOfTypes<Types...>();
    };
}

// 直接调用即可
functionReturnsFunction2<int, const double>()() == 2;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者XORer