像 std::function 但有更多不同的参数和返回类型

编程问答 2022-05-25

问题描述

我正在寻找一种方法来设置和调用具有任意参数和返回类型的函数。一种用例是高级脚本。像这样：

// universal function
using dynfunction = std::any (*)(std::vector<std::any> args);

我做了一个简化的例子：

#include <any>
#include <vector>
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std::string_literals;
using namespace std::string_view_literals;

class MyClass {
public:
    int foo(double d,std::string m) {
        std::cout << "foo " << d << "," << m << std::endl;
        return 42;
    }

    virtual double bar(int i) {
        return -i;
    }
};

class MyDerivedClass : public MyClass {
    virtual double bar(int i) override {
        return -i*3.1412;
    }
};

void foobar(char c) {
    std::cout << "foobar " << c << std::endl;
}

// universal function
using dynfunction = std::any (*)(std::vector<std::any> args);

// caller wrappers
std::any call_foo(std::vector<std::any> args) {
    return std::any_cast<MyClass*>(args[0])->foo(std::any_cast<double>(args[1]),std::any_cast<std::string>(args[2]));
}

std::any call_bar(std::vector<std::any> args) {
    return std::any_cast<MyClass*>(args[0])->bar(std::any_cast<int>(args[1]));
}

std::any call_foobar(std::vector<std::any> args) {
    foobar(std::any_cast<char>(args[0]));
    return {}; // void
}

// demonstrate dynamic resolution
std::map<const std::string_view,const dynfunction> functions = {
        { "foo"sv,call_foo },{ "bar"sv,call_bar },{ "foobar"sv,call_foobar }
};

int main() {
    MyClass obj;
    std::any ret = functions["foo"sv](std::vector<std::any>{&obj,7.0,"Hello World!"s});
    ret = functions["bar"sv](std::vector<std::any>{&obj,ret});
    std::cout << "obj.bar returned " << std::any_cast<double>(ret) << std::endl;
    MyDerivedClass obj2;
    ret = functions["bar"sv](std::vector<std::any>{dynamic_cast<MyClass*>(&obj2),11}); // derived class must be cast to base
    std::cout << "obj2.bar returned " << std::any_cast<double>(ret) << std::endl;
    functions["foobar"sv](std::vector<std::any>{'x'});
}

https://godbolt.org/z/rMcTo9

这可行，但我想知道是否有更简单或更直接的方法。

另外，让我烦恼的一件事是需要将多态类型（即派生类的对象）转换为正确的基类才能使其工作（参见示例中的 obj2）。有没有办法解决这个问题？

注意：该示例是特意简化的（使用 std::vector 作为参数，std::map 用于查找，这些只是概念上的替代品）。

编辑：似乎需要更多信息。

这是“模型驱动架构”(MDA) 的一部分（不是 OMG 变体 - 我们的解决方案早于该架构约 6 年）。我们在 1995 年创建了自己的 OOP/4GL 语言“V”。它在运行时保留了所有元信息。这使我们能够动态生成所有 GUI、数据库设计、数据绑定、脚本界面。在其他语言中，这现在称为“反射”，但与我们能做的相比，Java&Co 中可用的功能非常有限。

MDA 意味着（除其他外）我们需要一种方法将控制从解决方案的动态“模型驱动”部分转移到实际应用程序逻辑，即函数。我们拥有的内置脚本语言只是众多用例中的一种，我认为它对一般观众来说是最容易理解的。

原始数据类型数量有限，而多态数据类型有数千种。 std::any 看起来比 std::variant 更优雅，因为 a) 它有这种很酷但完全透明的堆优化，（即小数据类型不需要动态分配）和 b) 我们可以保持数据之间的关注点分离如果我们添加新的数据类型，即所有 std::any 处理代码都可以保持不变。但如果 std::variant 有重要优势，我愿意考虑。

解决方法

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