C++17及更早版本下能否按约束用可变参数函数/模板传递可变栈参数？

结论 #

场景A（匹配目标函数可接收的参数数量）可以实现，场景B（由用户自定义整数指定次数）仅支持编译期常量的次数，运行时动态次数无法实现，因为C++是静态类型语言，函数参数的数量、类型都必须在编译期确定，无法根据运行时的数值动态生成参数列表。
以下实现完全满足你的三个约束：

• 不依赖任何STL、Boost或第三方库，仅用C++核心语法
• 无运行时循环、递归，参数展开完全在编译期完成
• 兼容C14及以上标准，自然满足C17要求

实现方案 #

首先你原有代码中使用float(...)类型的可变函数指针无法提取参数数量，我们需要基于目标函数的实际类型，通过编译期索引序列展开对应次数的pop_t调用。

1. 自定义编译期索引序列（无STL依赖） #

我们自己实现编译期整数序列生成逻辑，不依赖STL的std::index_sequence：

template <size_t... Is> struct index_sequence {};
template <size_t N, size_t... Is> struct make_index_sequence_impl : make_index_sequence_impl<N-1, N-1, Is...> {};
template <size_t... Is> struct make_index_sequence_impl<0, Is...> { using type = index_sequence<Is...>; };
template <size_t N> using make_index_sequence = typename make_index_sequence_impl<N>::type;

2. 实现参数展开逻辑 #

通过模板提取函数参数个数，生成对应长度的索引序列，展开为N次pop_t调用：

// 你的pop_t实现，注意修正原有未定义行为
template<class U, class I>
U pop_t(U* stack, I &stackidx, I &stacksize) {
    if(stacksize>0) {
        stacksize--;
        stackidx--; // 原写法stackidx = stackidx--属于未定义行为，已修正
        return stack[stackidx];
    }
    return stack[stackidx];
}

// 核心展开逻辑：根据索引序列长度生成N次pop_t调用
template <class U, class I, class Func, size_t... Is>
auto invoke_with_n_pops(Func func, U* stack, I& stackidx, I& stacksize, index_sequence<Is...>) {
    return func(pop_t(stack, stackidx, stacksize)...);
}

// 场景A实现：自动匹配目标函数的参数数量
template <class Ret, class... Args, class U, class I>
auto invoke_with_stack(Ret (*func)(Args...), U* stack, I& stackidx, I& stacksize) {
    return invoke_with_n_pops(func, stack, stackidx, stacksize, make_index_sequence<sizeof...(Args)>{});
}

// 场景B实现：编译期指定调用次数N
template <size_t N, class Func, class U, class I>
auto invoke_with_stack_n(Func func, U* stack, I& stackidx, I& stacksize) {
    return invoke_with_n_pops(func, stack, stackidx, stacksize, make_index_sequence<N>{});
}

3. 使用示例 #

#include <cmath> // 仅用于示例获取sin、atan2函数指针，不属于约束禁止的STL使用

int main() {
    float outputstack[2] = {3.1415926f/2, 1.0f};
    int o_stackidx = 2;
    int o_stacksize = 2;

    // 场景A用法：自动识别函数参数数量调用
    float atan2_val = invoke_with_stack(&atan2, outputstack, o_stackidx, o_stacksize);
    // 等价于：atan2(pop_t(outputstack, o_stackidx, o_stacksize), pop_t(outputstack, o_stackidx, o_stacksize))

    o_stackidx = 1; o_stacksize = 1;
    float sin_val = invoke_with_stack(&sin, outputstack, o_stackidx, o_stacksize);
    // 等价于：sin(pop_t(outputstack, o_stackidx, o_stacksize))

    // 场景B用法：编译期指定调用次数为2
    o_stackidx = 2; o_stacksize = 2;
    float custom_val = invoke_with_stack_n<2>((float(*)(float,float))&atan2, outputstack, o_stackidx, o_stacksize);

    return 0;
}

注意事项 #

1. 不要将函数指针强制转为float(...)类型的可变参数函数指针再调用，类型不匹配会触发未定义行为，必须保证调用时的函数类型和实际目标函数类型完全一致。
2. 场景B仅支持编译期常量的次数，运行时传入的动态次数无法实现，因为编译器无法在编译阶段确定需要生成多少个参数。
3. 所有模板展开都在编译期完成，没有运行时循环或递归开销，也没有用到任何STL的容器、算法组件，完全符合约束要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nullpoint