C++ 实现 lambda 重载模式

C++17 引入了结构化绑定和模板参数包展开，使得我们可以优雅地实现 lambda 重载模式。该模式常用于 std::visit 等需要对多种类型进行分派的场景。

1. 原理与实现

核心代码如下：

// 定义一个模板结构体，将多个 lambda 继承并展开 operator()
template <class... Ts> struct overloaded : Ts... {
    using Ts::operator()...;
};
template <class... Ts> overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;

• overloaded 结构体通过多重继承，将所有 lambda 的 operator() 合并。
• using Ts::operator()...; 展开所有基类的调用运算符，实现多态调用。
• 最后一个模板推导指引，方便直接用花括号初始化。

2. 使用示例

以 std::variant 为例，结合 std::visit 实现多类型分派：

#include <iostream>
#include <string>
#include <variant>

struct A {
  int a;
  A(int a) : a(a) {}
  friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const A &a) {
    os << "A: " << a.a;
    return os;
  }
};

int main() {
  std::variant<int, double, std::string, A> v = 42;
  auto print = overloaded{
      [](int i) { std::cout << "int: " << i << '\n'; },
      [](double d) { std::cout << "double: " << d << '\n'; },
      [](const std::string &s) { std::cout << "string: " << s << '\n'; },
      [](const A &a) { std::cout << "A: " << a << '\n'; },
      [](auto &&x) { std::cout << "unknown type: " << x << '\n'; },
  };
  std::visit(print, v);

  v = 3.14;
  std::visit(print, v);

  v = "Hello, world!";
  std::visit(print, v);

  v = A(42);
  std::visit(print, v);

  return 0;
}
/*
输出：
int: 42
double: 3.14
string: Hello, world!
A: 42
*/

3. 应用场景

• std::visit 处理 std::variant 多类型分派
• 事件分发、AST 访问器等需要多重重载的场景

4. 参考资料

• cppreference: std::visit
• C++17 新特性：模板参数包展开
• C++ lambda 重载模式实践