std::invoke, std::invoke_r

定义于头文件 `<functional>`
template< class F, class... Args > std::invoke_result_t<F, Args...> invoke( F&& f, Args&&... args ) noexcept(/* 见下方 */);	(1)	(C++17 起) (C++20 起 constexpr)
template< class R, class F, class... Args > constexpr R invoke_r( F&& f, Args&&... args ) noexcept(/* 见下方 */);	(2)	(C++23 起)

1) 通过 Callable 对象 f，以参数 args 调用，如同 INVOKE(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)。此重载仅在 std::is_invocable_v<F, Args...> 为 true 时参与重载决议。

2) 通过 Callable 对象 f，以参数 args 调用，如同 INVOKE<R>(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)。此重载仅在 std::is_invocable_r_v<R, F, Args...> 为 true 时参与重载决议。

[编辑] 参数

f	-	Callable 对象，将被调用
args	-	传递给 f 的参数

[编辑] 返回值

1) f 返回的值。

2) f 返回的值，隐式转换为 R，如果 R 不是（可能带有 cv 限定的）void 类型。否则无返回值。

[编辑] 异常

1)

noexcept 说明：

noexcept(std::is_nothrow_invocable_v<F, Args...>)

2)

noexcept 说明：

noexcept(std::is_nothrow_invocable_r_v<R, F, Args...>)

[编辑] 可能的实现

invoke (1)

namespace detail
{
    template<class>
    constexpr bool is_reference_wrapper_v = false;
    template<class U>
    constexpr bool is_reference_wrapper_v<std::reference_wrapper<U>> = true;
 
    template<class T>
    using remove_cvref_t = std::remove_cv_t<std::remove_reference_t<T>>;
 
    template<class C, class Pointed, class Object, class... Args>
    constexpr decltype(auto) invoke_memptr(Pointed C::* member, Object&& object,
                                           Args&&... args)
    {
        using object_t = remove_cvref_t<Object>;
        constexpr bool is_member_function = std::is_function_v<Pointed>;
        constexpr bool is_wrapped = is_reference_wrapper_v<object_t>;
        constexpr bool is_derived_object = std::is_same_v<C, object_t>
                                        || std::is_base_of_v<C, object_t>;
 
        if constexpr (is_member_function)
        {
            if constexpr (is_derived_object)
                return (std::forward<Object>(object) .* member)
                           (std::forward<Args>(args)...);
            else if constexpr (is_wrapped)
                return (object.get() .* member)(std::forward<Args>(args)...);
            else
                return ((*std::forward<Object>(object)) .* member)
                           (std::forward<Args>(args)...);
        }
        else
        {
            static_assert(std::is_object_v<Pointed> && sizeof...(args) == 0);
            if constexpr (is_derived_object)
                return std::forward<Object>(object) .* member;
            else if constexpr (is_wrapped)
                return object.get() .* member;
            else
                return (*std::forward<Object>(object)) .* member;
        }
    }
} // namespace detail
 
template<class F, class... Args>
constexpr std::invoke_result_t<F, Args...> invoke(F&& f, Args&&... args)
    noexcept(std::is_nothrow_invocable_v<F, Args...>)
{
    if constexpr (std::is_member_pointer_v<detail::remove_cvref_t<F>>)
        return detail::invoke_memptr(f, std::forward<Args>(args)...);
    else
        return std::forward<F>(f)(std::forward<Args>(args)...);
}

invoke_r (2)

template<class R, class F, class... Args>
    requires std::is_invocable_r_v<R, F, Args...>
constexpr R invoke_r(F&& f, Args&&... args)
    noexcept(std::is_nothrow_invocable_r_v<R, F, Args...>)
{
    if constexpr (std::is_void_v<R>)
        std::invoke(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...);
    else
        return std::invoke(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...);
}

[编辑] 注释

特性测试宏	值	Std	特性
`__cpp_lib_invoke`	`201411L`	(C++17)	`std::invoke`, (1)
`__cpp_lib_invoke_r`	`202106L`	(C++23)	`std::invoke_r`, (2)

[编辑] 示例

运行此代码

#include <functional>
#include <iostream>
#include <type_traits>
 
struct Foo
{
    Foo(int num) : num_(num) {}
    void print_add(int i) const { std::cout << num_ + i << '\n'; }
    int num_;
};
 
void print_num(int i)
{
    std::cout << i << '\n';
}
 
struct PrintNum
{
    void operator()(int i) const
    {
        std::cout << i << '\n';
    }
};
 
int main()
{
    std::cout << "invoke a free function: ";
    std::invoke(print_num, -9);
 
    std::cout << "invoke a lambda: ";
    std::invoke([](){ print_num(42); });
 
    std::cout << "invoke a member function: ";
    const Foo foo(314159);
    std::invoke(&Foo::print_add, foo, 1);
 
    std::cout << "invoke (i.e., access) a data member num_: "
              << std::invoke(&Foo::num_, foo) << '\n';
 
    std::cout << "invoke a function object: ";
    std::invoke(PrintNum(), 18);
 
#if defined(__cpp_lib_invoke_r)
    auto add = [](int x, int y){ return x + y; };
    std::cout << "invoke a lambda converting result to float: ";
    auto ret = std::invoke_r<float>(add, 11, 22);
    static_assert(std::is_same<decltype(ret), float>());
    std::cout << std::fixed << ret << "\ninvoke print_num: ";
    std::invoke_r<void>(print_num, 44);
#endif
}

可能的输出

invoke a free function: -9
invoke a lambda: 42
invoke a member function: 314160
invoke (i.e., access) a data member num_: 314159
invoke a function object: 18
invoke a lambda converting result to float: 33.000000
invoke print_num: 44

[编辑] 参见

mem_fn (C++11)	从指向成员的指针创建函数对象 (函数模板) [编辑]
result_ofinvoke_result (C++11)(C++20 中移除)(C++17)	推导使用一组参数调用 callable 对象的结果类型 (类模板) [编辑]
is_invocableis_invocable_ris_nothrow_invocableis_nothrow_invocable_r (C++17)	检查是否可以使用给定的参数类型调用某个类型（如同通过 std::invoke 调用一样） (类模板) [编辑]
apply (C++17)	使用参数元组调用函数 (函数模板) [编辑]

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