如何在C++17/C++20中按参数数量获取重载成员函数指针

在C++17及以上标准中，完全可以通过可变参数模板结合编译期检查，实现无需逐个特化的Overload模板，避免重复编写不同参数数量的特化代码。

核心实现方案 #

利用可变参数模板接收任意参数列表，再通过编译期条件筛选出参数数量与Num匹配的版本。以下是C++17兼容的实现：

#include <type_traits>

template<int Num>
struct Overload {
    // 匹配普通函数指针
    template<class Ret, class... Args>
    static auto from(Ret (*func)(Args...)) 
        -> std::enable_if_t<sizeof...(Args) == Num, decltype(func)> {
        return func;
    }

    // 匹配非const成员函数指针
    template<class Ret, class Class, class... Args>
    static auto from(Ret (Class::*meth)(Args...))
        -> std::enable_if_t<sizeof...(Args) == Num, decltype(meth)> {
        return meth;
    }

    // 匹配const成员函数指针
    template<class Ret, class Class, class... Args>
    static auto from(Ret (Class::*meth)(Args...) const)
        -> std::enable_if_t<sizeof...(Args) == Num, decltype(meth)> {
        return meth;
    }
};

C++20优化版本 #

如果使用C++20，可以用requires表达式替代enable_if，代码可读性更好：

template<int Num>
struct Overload {
    // 匹配普通函数指针
    template<class Ret, class... Args>
    static auto from(Ret (*func)(Args...)) 
        requires (sizeof...(Args) == Num) {
        return func;
    }

    // 匹配非const成员函数指针
    template<class Ret, class Class, class... Args>
    static auto from(Ret (Class::*meth)(Args...))
        requires (sizeof...(Args) == Num) {
        return meth;
    }

    // 匹配const成员函数指针
    template<class Ret, class Class, class... Args>
    static auto from(Ret (Class::*meth)(Args...) const)
        requires (sizeof...(Args) == Num) {
        return meth;
    }
};

使用示例 #

针对你提供的Test类，获取指定参数数量的重载版本非常简洁：

struct Test {
    int func(int i1);
    int func(int i1, int i2);
    int func(int i1, int i2, int i3);
};

// 获取2个参数的成员函数指针
auto two_arg_func = Overload<2>::from(&Test::func);
// 获取1个参数的成员函数指针
auto one_arg_func = Overload<1>::from(&Test::func);

补充说明 #

这个实现完全满足你的需求：

• 无需为每个参数数量编写单独的特化代码，一次实现适配所有非负整数Num
• 与你现有的OverloadArgs互补，既支持按参数数量选择重载，也支持按参数类型选择
• 兼容普通函数、非const成员函数、const成员函数三种场景，满足Python绑定的需求

内容的提问来源于stack exchange，提问作者maxbachmann