引数や戻り値が異なる関数ポインタをキューに詰めたい

Question

引数や戻り値が異なる関数ポインタをキュー（std::queue）に詰めたいです。
たとえば、以下のFUNCPTR1とFUNCPTR2は、同じキューに詰めることはできますか？

typedef void (*FUNCPTR1)();
typedef int (*FUNCPTR2)(int a);

std::functionを使えばできるのでしょうか・・・？

Comments

[maisumakun]

詰めた後はどのように使う予定でしょうか。

[torimingo]

味方や敵の戦うや逃げるといったコマンド（関数）をキューに詰めていき、詰め終わったら、キューからコマンドをひとつずつ取り出して、味方の攻撃や、敵の魔法などを順番に実行する、といった感じです。
昔のドラクエの戦闘に近いです。

Answer 1

引数や戻り値が異なる関数ポインタをキュー（std::queue）に詰めたいです。

技術的に実装不可能ではないですが、設計を見直すことを強くおすすめします。

std::functionを使えばできるのでしょうか・・・？

std::functionクラステンプレートでは実装不可能です。std::function<R(Args...)>のように戻り値型Rと引数型リストArgs...を明示する必要があるため、「引数や戻り値が異なる関数ポインタ」を同一std::function型で扱えません。

---

一応、どんなデータ型（任意の関数ポインタも含む）でも扱えるstd::anyクラスを使った実装コードの例を示します。呼び出し側では格納した型（FUNCPTR1やFUNCPTR2）を明示する必要があります。不一致の場合は、std::bad_any_cast例外がスローされます。

Demo: https://wandbox.org/permlink/reO9fTJ9jkV1O4dr

#include <any>
#include <iostream>
#include <queue>

void f()
{
  std::cout << "f()\n";
}

int g(int a)
{
  std::cout << "h(" << a << ")\n";
  return a * 2;
}

int main()
{
  typedef void (*FUNCPTR1)();
  typedef int (*FUNCPTR2)(int a);

  std::queue<std::any> q;
  q.push(&f);
  q.push(&g);

  auto fp1 = std::any_cast<FUNCPTR1>(q.front());
  fp1();

  q.pop();

  try {
    auto fp1 = std::any_cast<FUNCPTR1>(q.front());
    fp1();
  } catch (const std::bad_any_cast&) {
    std::cout << "<mismatched>" << std::endl;
  }

  auto fp2 = std::any_cast<FUNCPTR2>(q.front());
  std::cout << fp2(10) << std::endl;
}

Comments

[torimingo]

ご回答ありがとうございます。
anyは、初めて知りました。
勉強になりました。
ご指摘の通り、設計を見直してみます。

[yohhoy]

> 味方や敵の戦うや逃げるといったコマンド（関数）をキューに詰めていき、詰め終わったら、キューからコマンドをひとつずつ取り出して、味方の攻撃や、敵の魔法などを順番に実行する、といった感じです。

参考までに：一つの実装パターンとして、全ての"コマンド"を std::function<void()> つまり戻り値無し／引数無しな関数オブジェクトとして表現できるなら、std::queue<std::function<void()>>でコマンド列を表現できます。

[torimingo]

ありがとうございます。
コマンドを戻り値無し／引数無しな関数にできるか検討してみます。

Answer 2

味方や敵の戦うや逃げるといったコマンド（関数）をキューに詰めていき、詰め終わったら、キューからコマンドをひとつずつ取り出して、味方の攻撃や、敵の魔法などを順番に実行する、といった感じ

ラムダ式をキューにぶちこんでいく方法をおすすめします。

#include<functional>

std::queue<std::function<void(void)>> que;
que.emplace( [](){FUNCPTR1();} );
que.emplace( [this](){FUNCPTR2(m_variable);} );

while (!que.empty()) {
    que.front()();
    que.pop();
}

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[torimingo]

ご回答ありがとうございました。
試しに実装してみましたが、思うように動作しません・・・。
コードを以下に示します。
https://paiza.io/projects/OABgBfPxPIEHtxxDHRNHxA

Testクラスのなかにあるfunc1()とfunc2()を実行したいのですが・・・。

[asm]

適当に直してみました(ついでにRPG風に)
https://paiza.io/projects/7rCGjjGmoy2sB5HUOUM6sg

なお、一番大きな問題は、非staticなメンバ関数を普通の関数ポインタに入れる事はできないことでした。

[torimingo]

ありがとうございました。
自分のコードにも反映しました。

以下の記事を読むと、非staticなメンバ関数を普通の関数ポインタに入れることができそうな気がしますが、記事のコードを試したところ、コンパイルエラーとなってしまいました。
http://www7b.biglobe.ne.jp/~robe/cpphtml/html03/cpp03057.html
https://cpprefjp.github.io/lang/cpp17/lambda_capture_of_this_by_value.html

[asm]

私は"普通"の関数"ポインタ"について不可能だと述べています

メンバ関数ポインタは普通とは言い難いですし
関数オブジェクトは関数ポインタとは違います

[torimingo]

関数オブジェクトや関数ポインタについて、不勉強でした・・・。
もう少し勉強していきたいと思います・・・！

Answer 3

総称ポインタを使えばとりあえず詰めることはできるけど，
このままだと詰めたものを取り出す側は一体どうやって使うのかが完全に謎．
何か使い方のヒントになる物を一緒にして詰める必要があると思う．

void F1(){}
int F2( int ){	return 5;	}

int main()
{
  std::queue< void * > Q;
  Q.push( F1 );
  Q.push( F2 );
  ...
}

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[torimingo]

ご回答ありがとうございます。
提示して頂いたコードを実行してみたのですが、複数のコンパイルエラーが出力されてしまいました・・・（汗）