函数指针接受带有或不带有 noexcept 的函数指针

Question

我有一些实用程序代码，多年来一直使用它们来安全地调用 ctype 系列函数，它看起来像这样：

template<int (&F)(int)>
int safe_ctype(unsigned char c) {
    return F(c);
}

并像这样使用：

int r = safe_ctype<std::isspace>(ch);

这个想法是，它可以处理将输入转换为无符号值的需要int，以防止未定义的行为。不过，这个函数的具体细节有些无关紧要。这是我的问题：

现在在 C++17 及更高版本中，noexcept是类型系统的一部分，这是一个编译错误！因为所有 ctype 函数现在都是noexcept.

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编辑：上面的句子是不正确的。ctype 函数族不是 noexcept. 然而，我在 gcc < 11.2 中遇到编译器错误。https://godbolt.org/z/cTq94q5xE

该代码在所有 3 个主要编译器的最新版本中按预期工作（尽管由于这些函数不可寻址而在技术上不允许）。

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我当然可以将我的函数更改为如下所示：

template<int (&F)(int) noexcept>
int safe_ctype(unsigned char c) noexcept {
    return F(c);
}

但现在编译为 C++11 或 C++14 时它不起作用。所以我最终不得不做这样的事情：

#if __cplusplus >= 201703L
template<int (&F)(int) noexcept>
int safe_ctype(unsigned char c) noexcept {
    return F(c);
}
#else
template<int (&F)(int)>
int safe_ctype(unsigned char c) {
    return F(c);
}
#endif

对于如此简单的任务来说，这变得越来越复杂。那么有没有办法让函数指针：

1. 适用于 C++11 - C++20
2. 在 C++17+ 中同时接受 noexcept 和非 noexcept

？

我尝试做这样的事情：

template<class F>
int safe_ctype(unsigned char c) noexcept {
    return F(c);
}

希望它能接受“任何东西”，但遗憾的是，没有。

想法？

Answer 1

现在在 C++17 及更高版本中，noexcept 是类型系统的一部分，这是一个编译错误！因为所有 ctype 函数现在都是 noexcept。

这不是编译错误。指向 noexcept 函数的指针可以隐式转换为指向潜在抛出函数的指针，因此接受指向潜在抛出函数的指针的模板可以与潜在抛出函数和 noexcept 函数一起使用。唯一需要注意的是，无例外信息会丢失，并且可能不会用于优化目的。

因此，原解满足第 1 点和第 2 点。

注释中指出的另一个问题是std::isspace您打算使用的标准库函数（）未指定为“可寻址”。因此，由于形成了指向它们的指针，因此程序的行为是未指定的（可能是格式错误的）。

要包装此类可调用函数，您可以使用 lambda 而不是函数指针。但这使得模板本身变得过时，因为您可以直接更改 lambda 的参数类型：

auto safe_isspace = [](unsigned char c){ return std::isspace(c); };
int r = safe_isspace(ch);

尽管我们不再需要将其传递到模板中，但可以使用普通函数来实现相同的效果：

int // or bool?
safe_isspace(unsigned char c) noexcept // ...

由于这涉及多个函数的一些相同的样板，因此这是元编程的一个很好的候选者。