É possível descobrir o tipo de parâmetro e o tipo de retorno de um lambda?

Dado um lambda, é possível descobrir seu tipo de parâmetro e tipo de retorno? Se sim, como?

Basicamente, eu quero o lambda_traitsque pode ser usado das seguintes maneiras:

auto lambda = [](int i) { return long(i*10); };

lambda_traits<decltype(lambda)>::param_type  i; //i should be int
lambda_traits<decltype(lambda)>::return_type l; //l should be long

A motivação por trás disso é que eu quero usar lambda_traitsem um modelo de função que aceita um lambda como argumento, e preciso saber o tipo de parâmetro e o tipo de retorno dentro da função:

template<typename TLambda>
void f(TLambda lambda)
{
   typedef typename lambda_traits<TLambda>::param_type  P;
   typedef typename lambda_traits<TLambda>::return_type R;

   std::function<R(P)> fun = lambda; //I want to do this!
   //...
}

Por enquanto, podemos assumir que o lambda leva exatamente um argumento.

Inicialmente, tentei trabalhar std::functioncomo:

template<typename T>
A<T> f(std::function<bool(T)> fun)
{
   return A<T>(fun);
}

f([](int){return true;}); //error

Mas, obviamente, daria erro. Então eu mudei para a TLambdaversão do modelo de função e quero construir o std::functionobjeto dentro da função (como mostrado acima).

Engraçado, acabei de escrever uma function_traitsimplementação baseada em Especializando um modelo em um lambda em C ++ 0x, que pode fornecer os tipos de parâmetros. O truque, conforme descrito na resposta dessa pergunta, é usar o dos lambda . decltypeoperator()

template <typename T>
struct function_traits
    : public function_traits<decltype(&T::operator())>
{};
// For generic types, directly use the result of the signature of its 'operator()'

template <typename ClassType, typename ReturnType, typename... Args>
struct function_traits<ReturnType(ClassType::*)(Args...) const>
// we specialize for pointers to member function
{
    enum { arity = sizeof...(Args) };
    // arity is the number of arguments.

    typedef ReturnType result_type;

    template <size_t i>
    struct arg
    {
        typedef typename std::tuple_element<i, std::tuple<Args...>>::type type;
        // the i-th argument is equivalent to the i-th tuple element of a tuple
        // composed of those arguments.
    };
};

// test code below:
int main()
{
    auto lambda = [](int i) { return long(i*10); };

    typedef function_traits<decltype(lambda)> traits;

    static_assert(std::is_same<long, traits::result_type>::value, "err");
    static_assert(std::is_same<int, traits::arg<0>::type>::value, "err");

    return 0;
}

Observe que esta solução não funciona para lambda genérico como [](auto x) {}.

Embora eu não tenha certeza de que isso seja estritamente padrão, o ideone compilou o seguinte código:

template< class > struct mem_type;

template< class C, class T > struct mem_type< T C::* > {
  typedef T type;
};

template< class T > struct lambda_func_type {
  typedef typename mem_type< decltype( &T::operator() ) >::type type;
};

int main() {
  auto l = [](int i) { return long(i); };
  typedef lambda_func_type< decltype(l) >::type T;
  static_assert( std::is_same< T, long( int )const >::value, "" );
}

No entanto, isso fornece apenas o tipo de função, portanto, os tipos de resultado e parâmetro precisam ser extraídos dela. Se você pode usar boost::function_traits, result_typee arg1_type cumprirá o objetivo. Como o ideone parece não fornecer impulso no modo C ++ 11, não pude postar o código real, desculpe.

O método de especialização mostrado na resposta do @KennyTM pode ser estendido para cobrir todos os casos, incluindo lambdas variadas e mutáveis:

template <typename T>
struct closure_traits : closure_traits<decltype(&T::operator())> {};

#define REM_CTOR(...) __VA_ARGS__
#define SPEC(cv, var, is_var)                                              \
template <typename C, typename R, typename... Args>                        \
struct closure_traits<R (C::*) (Args... REM_CTOR var) cv>                  \
{                                                                          \
    using arity = std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args) >;   \
    using is_variadic = std::integral_constant<bool, is_var>;              \
    using is_const    = std::is_const<int cv>;                             \
                                                                           \
    using result_type = R;                                                 \
                                                                           \
    template <std::size_t i>                                               \
    using arg = typename std::tuple_element<i, std::tuple<Args...>>::type; \
};

SPEC(const, (,...), 1)
SPEC(const, (), 0)
SPEC(, (,...), 1)
SPEC(, (), 0)

Demo .

Observe que a aridade não é ajustada para operator()s variáveis . Em vez disso, também se pode considerar is_variadic.

A resposta fornecida pelo @KennyTMs funciona muito bem, no entanto, se um lambda não tiver parâmetros, o uso do índice arg <0> não será compilado. Se alguém mais estava tendo esse problema, eu tenho uma solução simples (mais simples do que usar soluções relacionadas à SFINAE).

Apenas adicione void ao final da tupla na estrutura arg após os tipos de argumentos variados. ie

template <size_t i>
    struct arg
    {
        typedef typename std::tuple_element<i, std::tuple<Args...,void>>::type type;
    };

como a arity não depende do número real de parâmetros do modelo, o real não estará incorreto e, se for 0, pelo menos arg <0> ainda existirá e você poderá fazer o que quiser. Se você já planeja não exceder o índice arg<arity-1>, ele não deve interferir na sua implementação atual.