std::result_of, std::invoke_result

ヘッダ `<type_traits>` で定義
`template< class > class result_of; // not defined template< class F, class... ArgTypes > class result_of<F(ArgTypes...)>;`	(1)	(C++11以上) (C++17で非推奨) (C++20で削除)
`template< class F, class... ArgTypes> class invoke_result;`	(2)	(C++17以上)

INVOKE 式のコンパイル時の戻り値型を推定します。

`F` は呼び出し可能な型、関数への参照、または呼び出し可能な型への参照でなければなりません。 `ArgTypes...` を用いた `F` の呼び出しは well-formed な式でなければなりません。	(C++11以上) (C++14未満)
`F` および `ArgTypes` のすべての型は任意の完全型、サイズの不明な配列、 `void` または cv 修飾された `void` にできます。	(C++14以上)

メンバ型

メンバ型	定義
`type`	引数 `ArgTypes...` で呼び出した場合の Callable な型 `F` の戻り値の型。未評価文脈において F が引数 `ArgTypes...` で呼べる場合にのみ定義されます。 (C++14以上)

ヘルパー型

`template< class T > using result_of_t = typename result_of<T>::type;`	(1)	(C++14以上) (C++17で非推奨) (C++20で削除)
`template< class F, class... ArgTypes> using invoke_result_t = typename invoke_result<F, ArgTypes...>::type;`	(2)	(C++17以上)

実装例

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

// Minimal C++11 implementation:
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>()...));
};

// Conforming C++14 implementation (is also a valid C++11 implementation):
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...> {};

ノート

C++11 の策定時、 INVOKE(std::declval<F>(), std::declval<ArgTypes>()...) が ill-formed であれば (例えば F がまったく呼び出し可能な型でないなど)、 std::result_of の動作は未定義でした。 C++14 では、これは SFINAE に変更されました (F が呼び出し可能でなければ、 std::result_of<F(ArgTypes...)> は単に type メンバを持ちません)。

std::result_of の背後にある動機は、特に異なる引数に対して結果の型が異なる場合に、 Callable を呼び出した結果を調べることです。

F(Args...) は、 Args... が引数型で F が戻り値型の、関数型です。このために std::result_of には、 C++17 で std::invoke_result が導入されたことに伴って非推奨化される原因となった、いくつかの問題点があります。

F は関数型または配列型にすることができません (しかしそれらへの参照にはできます)。
Args のいずれかが「T の配列」または「関数型 T」の場合、それは自動的に T* に格下げされます。
F も Args... のいずれも抽象クラス型にすることができません。
Args... のいずれかがトップレベルの cv 修飾を持つ場合、それは除去されます。
Args... のいずれも void 型にすることができません。

これらの問題点を回避するために、 result_of ではしばしば F および Args... として参照型が使用されます。例えば、

template<class F, class... Args>
std::result_of_t<F&&(Args&&...)> // instead of std::result_of_t<F(Args...)>, which is wrong
  my_invoke(F&& f, Args&&... args) { 
    /* implementation */
}

例

Run this code

#include <type_traits>
#include <iostream>

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 << "overload of f for callable T\n";
    return t(0);
}

template<class T, class U>
int f(U u)
{
    std::cout << "overload of f for non-callable T\n";
    return u;
}

int main()
{
    // the result of invoking S with char and int& arguments is double
    std::result_of<S(char, int&)>::type d = 3.14; // d has type double
    static_assert(std::is_same<decltype(d), double>::value, "");

    // the result of invoking S with int argument is float
    std::result_of<S(int)>::type x = 3.14; // x has type float
    static_assert(std::is_same<decltype(x), float>::value, "");

    // result_of can be used with a pointer to member function as follows
    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); // may fail to compile in C++11; calls the non-callable overload in C++14
}

出力:

overload of f for non-callable T

言語
標準ライブラリヘッダ
フリースタンディング処理系とホスト処理系
名前付き要件
言語サポートライブラリ
コンセプトライブラリ (C++20)
診断ライブラリ
ユーティリティライブラリ
文字列ライブラリ
コンテナライブラリ
イテレータライブラリ
範囲ライブラリ (C++20)
アルゴリズムライブラリ
数値演算ライブラリ
ローカライゼーションライブラリ
入出力ライブラリ
ファイルシステムライブラリ (C++17)
正規表現ライブラリ (C++11)
アトミック操作ライブラリ (C++11)
スレッドサポートライブラリ (C++11)
技術仕様書

invoke (C++17)	任意の Callable なオブジェクトを指定された引数で呼びます (関数テンプレート) [edit]
is_invocableis_invocable_ris_nothrow_invocableis_nothrow_invocable_r (C++17)	型が指定された引数型で (std::invoke によるかのように) 呼ぶことが可能かどうか調べます (クラステンプレート) [edit]
declval (C++11)	未評価文脈で使用するための引数への参照を取得します (関数テンプレート) [edit]

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std::result_of, std::invoke_result

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