如何定义可存储不同签名lambda表达式的std::map？

当然有办法实现这个需求！既然你已经明确知道每个键对应的Lambda签名，我们可以借助C17提供的类型工具来统一map的value类型，同时兼容不同签名的函数。下面是两个在VS2017/C17环境下可正常编译的方案：

方案一：使用std::variant（类型安全首选） #

std::variant是C++17引入的类型变体，它可以存储指定类型集合中的任意一种类型。我们可以把所有需要支持的std::function类型都放进variant里，作为map的value类型。

代码示例 #

#include <map>
#include <functional>
#include <variant>
#include <string>

// 定义包含所有需要的函数签名的variant类型
using FuncVariant = std::variant<
    std::function<bool(double)>,
    std::function<bool(double, double)>
>;

int main() {
    std::map<std::string, FuncVariant> func_map;

    // 插入不同签名的Lambda（自动匹配variant中的对应类型）
    func_map.emplace("gt_zero", [](double a) { return a > 0; });
    func_map.emplace("lt_zero", [](double a) { return a < 0; });
    func_map.emplace("equal", [](double a, double b) { return a == b; });

    // 调用时，根据已知的签名用std::get获取对应的函数
    bool foo = std::get<std::function<bool(double)>>(func_map["gt_zero"])(42); // 返回true
    bool bar = std::get<std::function<bool(double)>>(func_map["lt_zero"])(42); // 返回false
    bool baz = std::get<std::function<bool(double, double)>>(func_map["equal"])(42, 42); // 返回true

    // 安全调用方式（避免类型不匹配抛出异常）
    if (auto* gt_func = std::get_if<std::function<bool(double)>>(&func_map["gt_zero"])) {
        bool safe_foo = (*gt_func)(42);
    }

    return 0;
}

这个方案的优势是类型安全，编译期就能检查部分类型错误，而且调用时的语义清晰。

方案二：使用std::any（更灵活） #

std::any是C++17引入的通用类型擦除容器，可以存储任意类型的对象。它比variant更灵活，但类型安全稍弱，需要你确保调用时的类型转换正确。

代码示例 #

#include <map>
#include <functional>
#include <any>
#include <string>

int main() {
    std::map<std::string, std::any> func_map;

    // 插入时显式转换为对应std::function类型（避免Lambda匿名类型导致的转换问题）
    func_map.emplace("gt_zero", std::function<bool(double)>([](double a) { return a > 0; }));
    func_map.emplace("equal", std::function<bool(double, double)>([](double a, double b) { return a == b; }));

    // 调用时用std::any_cast转换为对应的函数类型
    bool foo = std::any_cast<std::function<bool(double)>>(func_map["gt_zero"])(42);
    bool baz = std::any_cast<std::function<bool(double, double)>>(func_map["equal"])(42, 42);

    // 安全调用方式
    if (auto* eq_func = std::any_cast<std::function<bool(double, double)>>(&func_map["equal"])) {
        bool safe_baz = (*eq_func)(42, 42);
    }

    return 0;
}

注意事项 #

1. 两个方案都需要在VS2017中开启C17编译选项（项目属性 -> C/C -> 语言 -> C++语言标准选择ISO C++17标准(/std:c++17)）。
2. 因为你已知每个键对应的签名，所以调用时一定要使用匹配的类型进行转换，否则会抛出std::bad_variant_access或std::bad_any_cast异常，建议使用std::get_if或std::any_cast的指针版本做安全检查。

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