std::result_of, std::invoke_result

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(C++11)
(C++11)
(C++20)
(C++11)
(C++20)
(C++11)
(C++17)
编译时有理数算术
编译时整数序列
(C++14)
 
<tbody> </tbody>
在标头 <type_traits> 定义
template< class > class result_of; // 不定义 template< class F, class... ArgTypes > class result_of<F(ArgTypes...)>;
 (1) (C++11 起)
(C++17 弃用)
(C++20 移除)
template< class F, class... ArgTypes > class invoke_result;
 (2) (C++17 起)
See More

在编译时推导 INVOKE 表达式的返回类型。

F 必须是可调用类型、到函数的引用或到可调用类型的引用。以 ArgTypes... 调用 F 必须是良构表达式。

(C++11 起)
(C++14 前)

F 和 ArgTypes 中的每个类型都可以是任何完整类型、未知边界数组或（可有 cv 限定的）void。

(C++14 起)

如果程序添加了此页面上描述的任何模板的特化，那么行为未定义。

成员类型

成员类型 定义
type 当以实参 ArgTypes... 调用可调用 (Callable) 类型 F 时的返回类型。仅若 F 能以实参 ArgTypes... 在不求值语境中调用才有定义。(C++14 起)

辅助类型

<tbody> </tbody>
template< class T > using result_of_t = typename result_of<T>::type;
 (1) (C++14 起)
(C++17 弃用)
(C++20 移除)
template< class F, class... ArgTypes > using invoke_result_t = typename invoke_result<F, ArgTypes...>::type;
 (2) (C++17 起)

可能的实现

namespace detail
{
    template<class T>
    struct is_reference_wrapper : std::false_type {};
    template<class U>
    struct is_reference_wrapper<std::reference_wrapper<U>> : std::true_type {};
 
    template<class T>
    struct invoke_impl
    {
        template<class F, class... Args>
        static auto call(F&& f, Args&&... args)
            -> decltype(std::forward<F>(f)(std::forward<Args>(args)...));
    };

    template<class B, class MT>
    struct invoke_impl<MT B::*>
    {
        template<class T, class Td = typename std::decay<T>::type,
            class = typename std::enable_if<std::is_base_of<B, Td>::value>::type>
        static auto get(T&& t) -> T&&;

        template<class T, class Td = typename std::decay<T>::type,
            class = typename std::enable_if<is_reference_wrapper<Td>::value>::type>
        static auto get(T&& t) -> decltype(t.get());

        template<class T, class Td = typename std::decay<T>::type,
            class = typename std::enable_if<!std::is_base_of<B, Td>::value>::type,
            class = typename std::enable_if<!is_reference_wrapper<Td>::value>::type>
        static auto get(T&& t) -> decltype(*std::forward<T>(t));

        template<class T, class... Args, class MT1,
            class = typename std::enable_if<std::is_function<MT1>::value>::type>
        static auto call(MT1 B::*pmf, T&& t, Args&&... args)
            -> decltype((invoke_impl::get(
                std::forward<T>(t)).*pmf)(std::forward<Args>(args)...));

        template<class T>
        static auto call(MT B::*pmd, T&& t)
            -> decltype(invoke_impl::get(std::forward<T>(t)).*pmd);
    };

    template<class F, class... Args, class Fd = typename std::decay<F>::type>
    auto INVOKE(F&& f, Args&&... args)
        -> decltype(invoke_impl<Fd>::call(std::forward<F>(f),
            std::forward<Args>(args)...));
} // namespace detail

// 最小 C++11 实现：
template<class> struct result_of;
template<class F, class... ArgTypes>
struct result_of<F(ArgTypes...)>
{
    using type = decltype(detail::INVOKE(std::declval<F>(), std::declval<ArgTypes>()...));
};

// 符合 C++14 的实现（亦为合法的 C++11 实现）：
namespace detail
{
    template<typename AlwaysVoid, typename, typename...>
    struct invoke_result {};
    template<typename F, typename...Args>
    struct invoke_result<
        decltype(void(detail::INVOKE(std::declval<F>(), std::declval<Args>()...))),
            F, Args...>
    {
        using type = decltype(detail::INVOKE(std::declval<F>(), std::declval<Args>()...));
    };
} // namespace detail

template<class> struct result_of;
template<class F, class... ArgTypes>
struct result_of<F(ArgTypes...)> : detail::invoke_result<void, F, ArgTypes...> {};

template<class F, class... ArgTypes>
struct invoke_result : detail::invoke_result<void, F, ArgTypes...> {};

注解

在 C++11 中予以规范时，std::result_of 的行为在 INVOKE(std::declval<F>(), std::declval<ArgTypes>()...) 非良构时（例如 F 根本不是可调用类型时）是未定义的。C++14 更改为 SFINAE（F 不可调用时，std::result_of<F(ArgTypes...)> 只是没有 type 成员）。

std::result_of 背后的动机是为了确定调用可调用 (Callable) 类型的结果，尤其是结果类型对不同实参集不同的情况。

F(Args...) 是以 Args... 为实参类型而以 F 为返回类型的函数类型。因而，std::result_of 承受了许多怪异，导致它在 C++17 中被 std::invoke_result 取代而被弃用：

  • F 不能是函数类型或数组类型（但可以是到它们的引用）；
  • 若 Args 中的任何类型是“T 的数组”类型或函数类型 T，则它被自动调整为 T*；
  • F 或 Args... 中的任何类型都不能是抽象类类型；
  • 若 Args... 中的任何类型拥有顶层 cv 限定符，则舍弃之；
  • Args... 均不可为 void。

为避免这些怪异，常以 F 和 Args... 的引用类型使用 result_of。例如： 

template<class F, class... Args>
std::result_of_t<F&&(Args&&...)> // 替代错误的 std::result_of_t<F(Args...)>
    my_invoke(F&& f, Args&&... args)
    {
        /* 实现 */
    }

注解

功能特性测试宏 值 标准 功能特性
__cpp_lib_result_of_sfinae 201210L (C++14) std::result_of 和 SFINAE
__cpp_lib_is_invocable 201703L (C++17) std::is_invocable, std::invoke_result

示例

运行此代码
#include <iostream>
#include <type_traits>

struct S
{
    double operator()(char, int&);
    float operator()(int) { return 1.0; }
};

template<class T>
typename std::result_of<T(int)>::type f(T& t)
{
    std::cout << "f 针对可调用的 T 的重载\n";
    return t(0);
}

template<class T, class U>
int f(U u)
{
    std::cout << "f 针对不可调用的 T 的重载\n";
    return u;
}

int main()
{
    // 以 char 和 int& 实参调用 S 的结果是 double
    std::result_of<S(char, int&)>::type d = 3.14; // d 拥有 double 类型
    static_assert(std::is_same<decltype(d), double>::value, "");

    // std::invoke_result 使用不同的语法（没有括号）
    std::invoke_result<S,char,int&>::type b = 3.14;
    static_assert(std::is_same<decltype(b), double>::value, "");

    // 以 int 实参调用 S 的结果是 float
    std::result_of<S(int)>::type x = 3.14; // x 拥有 float 类型
    static_assert(std::is_same<decltype(x), float>::value, "");

    // result_of 能以成员函数指针以如下方式使用
    struct C { double Func(char, int&); };
    std::result_of<decltype(&C::Func)(C, char, int&)>::type g = 3.14;
    static_assert(std::is_same<decltype(g), double>::value, "");

    f<C>(1); // C++11 中可能编译失败；C++14 中调用不可调用重载
}

输出： 

f 针对不可调用的 T 的重载

参阅

(C++17)(C++23)
 以给定实参和可能指定的返回类型(C++23 起)调用任意可调用 (Callable) 对象
(函数模板) [编辑]
(C++17)
 检查类型能否以给定的实参类型调用（如同以 std::invoke）
(类模板) [编辑]
(C++11)
 在不求值语境中获取到模板类型实参的对象的引用
(函数模板) [编辑]