概要
C++14では、ラムダ式のパラメータ型にautoキーワードを使用することで、任意の型のパラメータを受け取れるようになった：
auto f = [](auto x, auto y) {}; f(1, "Hello"); // xの型はint、yの型はconst char* f(3.14, 'A'); // xの型はdouble、yの型はchar
C++20では、任意の型のパラメータを受け取るために、関数テンプレートと同様の、テンプレートパラメータの定義ができるようになる：
auto f = []<class T>(const std::vector<T>& v) { if (v.empty()) { return T(); } else { return v.front(); } }; std::vector<int> v = {1, 2, 3}; std::vector<std::string> w; f(v); // Tの型はint f(w); // Tの型はstd::string
仕様
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テンプレートパラメータの定義を含むラムダ式の構文は、以下のようになる：
[キャプチャリスト] <テンプレートパラメータリスト> (パラメータリスト) mutable 例外仕様 属性 -> 戻り値の型 { 関数の本体 } -
テンプレートパラメータリストは省略可能
- テンプレートパラメータには、ほかのテンプレート構文と同様に、
typename、classどちらのキーワードも使用できる - テンプレートパラメータには、テンプレートテンプレートパラメータも指定できる
autoキーワードとの共存ができるautoキーワードを使用した場合、パラメータごとに異なるテンプレートパラメータとなるが、この構文では全てのパラメータを同じ型にすることもできる- 推論規則は関数テンプレートと同じ
この機能が必要になった背景・経緯
autoキーワードを使用したジェネリックラムダは、柔軟さが足りなかった。たとえばパラメータをstd::vectorコンテナにして要素の型だけ可変にしたい場合、関数テンプレートでは「template <class T> void f(std::vector<T> v)」のように書けばよかった。しかし、autoキーワードの場合にはこのような型推論のための構文が使用できず、パラメータをstd::vectorに限定することがむずかしかった。
// 型Tがstd::vectorコンテナかを判定する template <typename T> struct is_std_vector : std::false_type { }; template <typename T> struct is_std_vector<std::vector<T>> : std::true_type { }; auto f = [](auto vector) { static_assert(is_std_vector<decltype(vector)>::value, ""); };
テンプレート構文では以下のようになる：
auto f = []<typename T>(std::vector<T> v) { };
また、同じ状況において、std::vectorとして受け取ったコンテナ型の要素となる型を取り出したい場合、関数テンプレートでは型推論によって取り出されたT型を単に使用すればよかった。autoキーワードを使用する場合には、以下のようにvalue_typeを取り出す冗長な指定が必要になった：
auto f = [](auto vector) { using T = typename decltype(vector)::value_type; };
ほかの状況として、2つめのパラメータが1つめのパラメータによって型を限定できる、という場合に、関数テンプレートでは以下のように記述できた：
template <class Iterator> void advance(Iterator it, typename std::iterator_traits<Iterator>::difference_type n) { //… }
autoキーワードの場合は、そういった状況ではdecltypeを使用しなければならなかった：
auto advance = [](auto it, typename std::iterator_traits<decltype(it)>::difference_type n) { //… };
テンプレート構文では以下のようになる：
auto advance = []<typename Iterator>(Iterator it, typename std::iterator_traits<Iterator>::difference_type n) { //… };
最後に、完全転送の問題として、autoキーワードを使用した場合、std::forward()関数に型を指定する唯一の方法はdecltypeを使用することだった：
auto f = [](auto&&... args) { g(std::forward<decltype(args)>(args)...); };
これは正しく動作し、この書き方はScott Meyersのブログでも記事で紹介されているが、Meyersが記事を書かなければならなかったということが、これがユーザーにとって難しい問題であることを表していた。
テンプレート構文では以下のようになる：
auto f = []<typename... Args>(Args&&... args) { g(std::forward<Args>(args)...); };