如何在C++中将不同类型函数作为模板参数，扩展多类型调用模板？

原代码中的call_for_multi_type固定调用模板函数f，现在需要扩展该函数，使其能在编译阶段指定不同的模板函数（如func1、func2），调用方式调整为：

call_for_multi_type<func1, Ops::AND, int, double, float>(1)
call_for_multi_type<func2, Ops::AND, int, double, float>(1)

解决方案 #

通过模板模板参数（template template parameter）实现将模板函数作为模板参数传递，修改call_for_multi_type的模板参数列表，将目标模板函数作为第一个参数传入，后续替换原函数中对f的调用为传入的模板函数。

完整代码示例 #

#include <iostream>
#include <ostream>

// 定义多个不同的模板函数
template <typename T>
bool func1(int) {
    __builtin_unreachable();
}
template <>
bool func1<int>(int) { return true; }
template <>
bool func1<float>(int) { return true; }
template <>
bool func1<double>(int) { return false; }

template <typename T>
bool func2(int) {
    __builtin_unreachable();
}
template <>
bool func2<int>(int) { return false; }
template <>
bool func2<float>(int) { return false; }
template <>
bool func2<double>(int) { return true; }

enum class Ops { OR, AND, VOID };

// 修改后的call_for_multi_type，新增模板模板参数Func
template<template<typename> typename Func, Ops Op, typename T, typename... Ts>
bool call_for_multi_type(int arg) {
    if constexpr (sizeof...(Ts) == 0) {
        return Func<T>(arg); // 替换原f<T>为Func<T>
    } else {
        if constexpr (Op == Ops::OR) {
            return Func<T>(arg) || call_for_multi_type<Func, Op, Ts...>(arg);
        } else if constexpr (Op == Ops::AND) {
            return Func<T>(arg) && call_for_multi_type<Func, Op, Ts...>(arg);
        } else if constexpr (Op == Ops::VOID) {
            return (Func<T>(arg), call_for_multi_type<Func, Op, Ts...>(arg));
        } else {
            __builtin_unreachable();
        }
    }
}

int main() {
    // 调用不同模板函数的示例
    std::cout << call_for_multi_type<func1, Ops::AND, int, double, float>(1) << '\n'; // 输出0
    std::cout << call_for_multi_type<func1, Ops::OR, int, float, double>(1) << '\n';  // 输出1
    std::cout << call_for_multi_type<func2, Ops::AND, int, double, float>(1) << '\n'; // 输出0
    std::cout << call_for_multi_type<func2, Ops::OR, int, float, double>(1) << '\n';  // 输出1
    return 0;
}

关键点说明 #

• 模板模板参数template<typename> typename Func用于接收符合template<typename T> bool(int)签名的模板函数，确保传入的函数能被正确实例化调用。
• 若需支持不同签名的模板函数（如参数/返回值类型不同），可使用C++20的auto模板参数配合概念约束，或把函数包装成仿函数传入：

  // 仿函数示例
  struct Func3 {
      template<typename T>
      int operator()(char arg) {
          return static_cast<int>(arg);
      }
  };
  
  // 适配仿函数的call_for_multi_type版本
  template<typename Func, Ops Op, typename T, typename... Ts>
  auto call_for_multi_type(auto arg) {
      if constexpr (sizeof...(Ts) == 0) {
          return Func{}.template operator()<T>(arg);
      } else {
          // 对应逻辑调整...
      }
  }
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zclll