C++中无需指定参数类型推导lambda返回值的实现方法

对于非泛型、无重载的普通lambda，是可以做到无需指定参数类型、也无需传入参数个数相关模板参数，直接推导其返回值类型的。

实现原理 #

普通lambda的底层会生成一个专属的闭合类型，该类型的operator()是固定签名的非模板成员函数，我们可以直接萃取该成员函数的签名信息，从中提取返回值类型，不需要额外传入参数相关的信息。

完整实现代码（C++17及以上） #

#include <type_traits>
#include <cstdint>

// 萃取可调用对象operator()签名的traits主模板
template<typename T>
struct callable_return_traits {};

// 偏特化：匹配非mutable lambda/const成员函数指针
template<typename RetType, typename ClassType, typename... ArgsType>
struct callable_return_traits<RetType(ClassType::*)(ArgsType...) const> {
    using type = RetType;
};

// 偏特化：匹配mutable lambda/非const成员函数指针
template<typename RetType, typename ClassType, typename... ArgsType>
struct callable_return_traits<RetType(ClassType::*)(ArgsType...)> {
    using type = RetType;
};

// 对外工具：传入可调用对象（支持lambda）直接获取返回值类型
template<auto callable>
using get_callable_return_t = typename callable_return_traits<
    decltype(&std::decay_t<decltype(callable)>::operator())
>::type;

int main() {
    // 无需指定uint8_t参数类型，直接推导返回值为bool
    get_callable_return_t<[](std::uint8_t const& n) -> bool { return true ^ n; }> s = true;
    static_assert(std::is_same_v<decltype(s), bool>);

    // 支持mutable lambda，推导返回值为int
    get_callable_return_t<[](int num) mutable { return num + 5; }> i = 10;
    static_assert(std::is_same_v<decltype(i), int>);

    return 0;
}

适用限制 #

• 仅支持非泛型lambda：如果是带auto参数的泛型lambda，其operator()本身是模板，不存在固定的签名，不同参数类型对应不同返回值，这种场景必须指定参数类型才能推导返回值。
• 不支持有重载operator()的可调用对象：如果lambda（或自定义可调用对象）存在多组不同签名的operator()，无法确定要萃取哪一组的返回值，该方法不生效。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MindLerp