將返回多態unique_ptr的lambda作爲函數指針傳遞

Question

我想通過一個非捕獲lambda，返回一個 std::unique_ptr<Derived>，作爲類型爲std::unique_ptr<Base>(*)()的函數指針。

但是，如果我明確規定的拉姆達的返回類型std::unique_ptr<Base>這僅適用。

• 爲什麼我明確指出返回類型？
• 爲什麼它的std::function工作，而這些額外的返回類型？

---

#include <functional> 
#include <memory> 

struct Base{virtual ~Base()=default;}; 
struct Derived : Base{}; 

struct FailsForF2 
{ 
    using Function = std::add_pointer_t<std::unique_ptr<Base>()>; 
    FailsForF2(Function f) {} 
}; 

struct Works 
{ 
    using Function = std::function<std::unique_ptr<Base>()>; 
    Works(Function f) {} 
}; 


std::unique_ptr<Derived> fun() {return std::make_unique<Derived>();} 

int main() 
{ 

    auto f1 = [](){return std::make_unique<Base>();}; 
    auto f2 = [](){return std::make_unique<Derived>();}; 
    auto f3 = []()->std::unique_ptr<Base>{return std::make_unique<Derived>();}; 

    Works x1(f1); 
    Works x2(f2); 
    Works x3(f3); 

    FailsForF2 x4(f1); 
    FailsForF2 x5(f2); 
    FailsForF2 x6(f3); 
} 

GCC錯誤：

main.cpp: In function 'int main()': 

main.cpp:34:20: error: invalid user-defined conversion from 'main()::<lambda()>' to 'FailsForF2::Function {aka std::unique_ptr<Base> (*)()}' [-fpermissive] 

    FailsForF2 x5(f2); 

        ^

main.cpp:26:17: note: candidate is: main()::<lambda()>::operator std::_MakeUniq<Derived>::__single_object (*)()() const <near match> 

    auto f2 = [](){return std::make_unique<Derived>();}; 

       ^

main.cpp:26:17: note: no known conversion from 'std::_MakeUniq<Derived>::__single_object (*)() {aka std::unique_ptr<Derived> (*)()}' to 'FailsForF2::Function {aka std::unique_ptr<Base> (*)()}' 

main.cpp:10:4: note: initializing argument 1 of 'FailsForF2::FailsForF2(FailsForF2::Function)' 

    FailsForF2(Function f) {} 

live example

Answer 1

TL; DR;

• FailsForF2失敗，因爲std::unique_ptr<Derived> (*)()不是隱式轉換爲std::unique_ptr<Base> (*)();
• Works作品，因爲std::unique_ptr<Derived>隱式轉換爲std::unique_ptr<Base>（見末標準引號）。

---

一個lambda隱式轉換爲具有相同的返回類型和參數一個函數指針，所以你的三個lambda表達式分別轉換爲：

std::unique_ptr<Base> (*)() 
std::unique_ptr<Derived> (*)() 
std::unique_ptr<Base> (*)() 

由於std::unique_ptr<Derived> (*)()不同於（並且不能轉換成）std::unique_ptr<Base> (*)()，構造函數FailsForF2沒有可行的超載。看到下面的代碼：

std::unique_ptr<Derived> (*pfd)() = f2; // Compiles. 
std::unique_ptr<Base> (*pfb)() = pfd; // Does not compile (invalid conversion). 

當你明確指定拉姆達的返回類型，你改變拉姆達（實際上與之相關的閉合類型的調用操作的返回類型，看報價在最後），所以轉換是可能的。

---

，另一方面std::function沒有這樣的約束 - 的std::function構造函數模板，因此它可以採取任何可調用：

template <typename F> 
std::function(F &&f); 

...只要下面是有效的：

INVOKE(f, std::forward<Args>(args)..., R) 

---

_{標準引自N4594，§ 5.1。5/7（重點是礦）：}

_{的閉合類型沒有λ-捕獲一個非通用λ-表達具有轉換函數的指針與C++語言連桿發揮功能（7.5）作爲 閉包類型的函數調用操作符的參數和返回類型相同。 [...]}

_{^2從N4594標準報價，§ 20.12.12.2/2：}

_{一個可調用對象F型的F是可贖回爲參數類型ArgTypes和如果表達式INVOKE (f, declval<ArgTypes>()..., R)被認爲是一個未評估操作數（第5章），則返回類型R的格式良好（20.12.2）。}

_{...和§ 20.12.2（重點是我的，1.1至1.6是關於指針（或類似）成員函數，所以不是與此有關）：}

_{定義INVOKE (f, t1, t2, ..., tN)如下：}

_{（1.x的） - [...]}

_{^（1.7） - f(t1, t2, ..., tN)在所有其他情況下。}

_{定義INVOKE (f, t1, t2, ..., tN, R)爲的static_cast（INVOKE (f, t1, t2, ..., tN)）如果R爲CV空隙，否則INVOKE (f, t1, t2, ..., tN)隱式轉換至R。}

Answer 2

除了Holt的回答，並涵蓋你的第一個問題：你不一定必須明確指定返回類型作爲結尾返回類型。但是由於您創建的是unique_ptr<Derived>，但想要一個unique_ptr<Base>，您應該返回後者並在您的函數中執行轉換。

所以，我認爲，這是一起的

auto f2 = [](){ return std::unique_ptr<Base>{new Derived()}; }; 

也編譯行的東西。