C++程序员应了解的那些事（68）非类型模板参数

模板除了定义类型参数，我们还可以在模板定义非类型参数。
什么是非类型形参？顾名思义，就是表示一个固定类型的常量而不是一个类型。
※ 固定类型是有局限的，只有整形，指针和引用才能作为非类型形参；
※ 而且绑定到该形参的实参必须是常量表达式，即编译期就能确认结果。

非类型形参的局限：
1.浮点数不可以作为非类型形参，包括float，double。具体原因可能是历史因素，也许未来C++会支持浮点数；
2.类不可以作为非类型形参；
3.字符串不可以作为非类型形参；
4.整形，可转化为整形的类型都可以作为形参，比如int，char，long，unsigned，bool，short（enum声明的内部数据可以作为实参传递给int，但是一般不能当形参）；
5.指向对象或函数的指针与引用（左值引用）可以作为形参。
 
非类型实参的局限：
1.实参必须是编译时常量表达式，不能使用非const的局部变量，局部对象地址及动态对象；
2.非const的全局指针，全局对象/全局变量（下面可能有个特例）都不是常量表达式；
3.由于形参的已经做了限定，字符串，浮点型即使是常量表达式也不可以作为非类型实参；
备注：常量表达式基本上是字面值以及const修饰的变量
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<例1-整型>
const int r = 777;
template<int  r>
void R()
{
    cout << r << endl;
}
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int main()
{
    R<666>();
    R<r>();

    const  int r2 = 888;
    R<r2>();

    int  r3 = 999; //局部变量  
    //  R<r3>();   //错误:包含非静态存储持续时间的变量不能用作非类型参数（非const的局部变量）
}

<例2-指针>
char   x1[] = "saaaa";//全局变量 
char * x2   = "qweqeq";//全局变量 
char * const  x3 = "qweqeq";//全局变量 指针常量 
(warning: ISO C++ forbids converting a string constant to 'char*' [-Wwrite-strings] 修改为：const char *x2 = "qweqeq";)
template<typename T, char* x>
void X(T  t)
{
    cout << t << ", " << x << endl;
};
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int main()
{
    X<int, x1>(3);
    // X<int, x2>(4);  // 错误： 应为编译时常量表达式 
    // X<int, x3>(5);  // 错误：非const的全局指针! 涉及带有内部链接的对象的表达式不能用作非类型参数 

    char *x4 = "adsas";//局部变量，告警：ISO C++ forbids converting a string constant to 'char*'
    // X<int, x4>(6);//  错误： 包含非静态存储持续时间的变量不能用作非类型参数 
    // X<int, "sdfsd">(7);//错误：字符串，浮点型即使是常量表达式也不可以作为非类型实参
}

<例3-整型>
template<int a>
void  A(const char(&p)[a])
{
    std::cout << "size : " << a << "    " << p << std::endl; 
}
-----------------------------------------
int main()
{
    A("hello") ;
    A<6>("hello");
}

<例4-引用>
struct Y {};
Y y;
template<const Y& b>
struct Z {};

int q = 1;
template<const int& q> 
struct Q {};
--------------------
int main()
{
    Z<y> z;
    Q<q>  q1;
}

<例5-数组指针>
int b[5] = {11,22,33,44};
template<int(&pa)[5]> 
void B()
{
    cout << pa[1] << endl;
};
---------------------------
int main()
{
    B<b>(); // ok: no conversion
}

<例6-函数指针>
void f(int  a)
{
    cout << "a  is  "<<a << endl;
}
template<void(*pf)(int)>
void C()
{
    pf(111); 
};
----------------------------------
int main()
{
    C<&f>(); // ok: overload resolution selects f(int)
}

<例7-模板 模板参数>
template<typename T> class N { public:   int x; };   // primary template 通用模板
template<class T> class N<T*> { public:   long x; }; // partial specialization 偏特化

template<  template<typename> class V   > 
class  M
{
public:
    V<int>  y; // uses the primary template
    V<int*> z; // uses the partial specialization
};
------------------------------------
int main()
{
    M<N> m = M<N>(); //显示地调用内建类型的缺省构造函数
    cout << m.y.x << endl;
}