Почему указатели на элементы данных можно вызывать в C++?

Стандарт определяет это так. [func.def]/3

Вызываемый тип — это тип функционального объекта ([function.objects]) или указатель на член.

Стандарты определяют INVOKE для указателей на члены данных. func.require

1. Определите INVOKE(f, t1 , t2 , …, tN ) следующим образом:

   (1.4) - t1.*f когда N = 1 и f являются указателями на член данных класса T и is_same_v<T, remove_cvref_t<decltype(t1)>> || is_base_of_v<T, remove_cvref_t<decltype(t1 )>> истинно;

   (1.5) - t1.get().*f когда N = 1 и f являются указателями на член данных класса T и remove_cvref_t<decltype(t1 )> является специализацией reference_wrapper;

   (1.6) - (*t1 ).*f когда N = 1 и f являются указателями на член данных класса T и t1 не удовлетворяет двум предыдущим пунктам;

Грубо говоря, результат вызова элемента данных — это значение элемента данных.

Указатели на члены данных можно «вызывать» в том смысле, что их можно вызывать, даже если фактического вызова функции не происходит. См. Функциональные объекты ‒ указатель на элемент данных можно «вызвать», извлекая член целевого объекта, что также делает std::invoke, когда ему дан указатель на член.

Почему, я предполагаю удобство. Полезно иметь возможность обрабатывать указатель на элемент как функцию, которая просто извлекает элемент, поскольку с такой вещью, как правило, больше ничего нельзя сделать, как и с указателями на функции.

Указатели на члены данных являются вызываемыми типами по определению.

Обратите внимание, что это не относится к использованию оператора вызова (), поскольку к указателям на члены данных и указателям на функции-члены не может быть применен оператор (); однако их можно вызвать. Выражение только для экспозиции INVOKE (доступное через std::invoke) работает с любым вызываемым типом.

Для указателя элемента данных fINVOKE(f, t) расширяется до t.*f ([func.require] p1.4). Таким образом, указатели на члены данных действуют как функция, возвращающая член объекта.

Указатели на вызываемые элементы данных полезны.

Они могут быть очень полезны в качестве проекций в новых алгоритмах C++20:

struct S { int x; };
std::vector<S> range = /* ... */;

// sort range using std::ranges::less and using &S::x as a projection
std::ranges::sort(range, {}, &S::x);

Такой вызов std::ranges::sort будет сортировать range путем сравнения члена x каждого объекта S. Это работает, поскольку алгоритмы принимают любой вызываемый тип, а не только типы с оператором вызова.

Примечание о развитии речи

Согласитесь, терминология очень запутанная. Оглядываясь назад, вместо этого «вызываемые типы» следовало бы назвать «вызываемыми типами».

Также были предложения добавить оператор () к указателям на члены; совсем недавно появился P1214: указатель на функции-члены и объекты-члены — это просто вызываемые объекты!.

В C++ термин «вызываемый» может иметь множество значений, особенно когда речь идет об указателях на элементы данных. Хотя номенклатура может поначалу показаться нелогичной, она помогает понять контекст и более широкое определение термина «вызываемый» в контексте C++. В определенном смысле указатели на элементы данных считаются вызываемыми. В основном это связано с тем, как к ним можно получить доступ, изменить их и взаимодействовать с использованием синтаксиса. По этой причине они считаются вызываемыми

Вот пример

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    int x;
    float y;
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.x = 10;
    obj.y = 3.14f;

    // Pointer to data member
    int MyClass::*pX = &MyClass::x;

    // Applying the pointer to the data member
    cout << "Value of x: " << obj.*pX << endl;  // Output: Value of x: 10

    return 0;
}

В этом коде obj.*pX выглядит и ведет себя как вызов функции, но на самом деле он обращается к элементу x объекта obj через указатель.