如何解决模板成员函数存入std::function数组/元组的编译错误？

以下针对两种存储场景的编译错误，分别说明原因并给出修复方案：

一、std::arraystd::function场景的错误修复 #

错误原因 #

编译器无法直接将模板成员函数f<I>转换为std::function<unsigned int()>，核心问题有两点：

• 成员函数必须依赖对象的this指针才能调用，直接传递函数名无法绑定当前对象；
• 即便enable_if限制了重载，编译器仍无法自动推导函数类型以消除歧义。

修复方案 #

可以通过两种方式明确绑定当前对象并消除类型歧义：

方式1：使用lambda捕获this

#include <array>
#include <functional>
#include <type_traits>
#include <utility>

template <bool X>
struct A {
  template <unsigned int I, bool activate = X, class = std::enable_if_t<activate>>
  unsigned int f() { return 0; }

  template <unsigned int... I>
  auto collect_allf_impl(std::integer_sequence<unsigned int, I...>) {
    return std::array<std::function<unsigned int()>, 3>{
        [this](){ return this->f<I>(); }...
    };
  }

  auto collect_allf() {
    return collect_allf_impl(std::make_integer_sequence<unsigned int, 3>{});
  }
};

int main()
{
  A<true> x{};
  auto all = x.collect_allf();
}

方式2：使用std::bind绑定当前对象

#include <array>
#include <functional>
#include <type_traits>
#include <utility>

template <bool X>
struct A {
  template <unsigned int I, bool activate = X, class = std::enable_if_t<activate>>
  unsigned int f() { return 0; }

  template <unsigned int... I>
  auto collect_allf_impl(std::integer_sequence<unsigned int, I...>) {
    return std::array<std::function<unsigned int()>, 3>{
        std::bind(&A::f<I>, this)...
    };
  }

  auto collect_allf() {
    return collect_allf_impl(std::make_integer_sequence<unsigned int, 3>{});
  }
};

int main()
{
  A<true> x{};
  auto all = x.collect_allf();
}

二、std::tuple场景的错误修复 #

错误原因 #

直接写f<I>时，编译器无法将其解析为明确的成员函数指针类型——即便enable_if限制了重载，仍需要显式指定包含类类型的成员函数地址。

修复方案 #

显式取成员函数的地址，明确指定为&A<X>::f<I>：

#include <array>
#include <functional>
#include <type_traits>
#include <tuple>
#include <utility>

template <bool X>
struct A {
  template <unsigned int I, bool activate = X, class = std::enable_if_t<activate>>
  unsigned int f() { return 0; }

  template <unsigned int... I>
  auto collect_allf_impl(std::integer_sequence<unsigned int, I...>) {
    return std::make_tuple(&A<X>::f<I>...);
  }

  auto collect_allf() {
    return collect_allf_impl(std::make_integer_sequence<unsigned int, 3>{});
  }
};

int main()
{
  A<true> x{};
  auto all = x.collect_allf();
}

如果需要存储可直接调用的对象而非成员函数指针，也可以用lambda捕获this存入tuple：

#include <array>
#include <functional>
#include <type_traits>
#include <tuple>
#include <utility>

template <bool X>
struct A {
  template <unsigned int I, bool activate = X, class = std::enable_if_t<activate>>
  unsigned int f() { return 0; }

  template <unsigned int... I>
  auto collect_allf_impl(std::integer_sequence<unsigned int, I...>) {
    return std::make_tuple([this](){ return this->f<I>(); }...);
  }

  auto collect_allf() {
    return collect_allf_impl(std::make_integer_sequence<unsigned int, 3>{});
  }
};

int main()
{
  A<true> x{};
  auto all = x.collect_allf();
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者francesco