c ++中的字符串模板参数

Question

在c ++中使用模板时,我有时需要将字符串作为值模板参数传递.

我发现很难理解为什么允许某些参数而其他参数不允许.

例如,如果类的静态成员,则const char*可以作为模板参数给出,如果在外部定义则不能.

我做了一个小程序来测试所有这些,评论不编译的行.我也基于编译器输出做了一些假设,但它们可能是错误的.

模板参数值的规则是什么.我看到该对象需要外部链接但是bool被授权,尽管它显然没有任何联系.

#include <iostream>
using namespace std;

struct tag {
    static char array[];
    static const char carray[];
    static char *ptr;
    static const char *cptr;
    static const char *const cptrc;
    static string str;
    static const string cstr;
};
char tag::array[] = "array";
const char tag::carray[] = "carray";
char *tag::ptr = (char*)"ptr"; // cast because deprecated conversion
const char *tag::cptr = "cptr";
const char *const tag::cptrc = "cptrc";
string tag::str = "str";
const string tag::cstr = "cstr";


namespace ntag {
    char array[] = "array";
    const char carray[] = "carray";
    char *ptr = (char *)"ptr"; // cast because deprecated conversion
    const char *cptr = "cptr";
    const char *const cptrc = "cptrc";
    string str = "str";
    const string cstr = "cstr";
};

template <class T, T t>
void print() { cout << t << endl; };

int main()
{
    cout << "-- class --" << endl;
    // Works
    print<char *, tag::array>();
    print<const char *, tag::carray>();

    // Does not work because it is a lvalue ?
    // print<char *, tag::ptr>();
    // print<const char *, tag::cptr>();
    // print<const char *const, tag::cptrc>();

    // Template type param must be a basic type ?
    // print<string, tag::str>();
    // print<const string*, tag::cstr>();

    cout << "-- namespace --" << endl;
    // Works
    print<char *, ntag::array>();

    // No external linkage ?
    // print<const char *, ntag::carray>();

    // Does not work because it is an lvalue ?
    // print<char *, ntag::ptr>();
    // print<const char *, ntag::cptr>();
    // print<const char *const, ntag::cptrc>();

    // The type of a template value param must a basic type
    // print<string, ntag::str>();
    // print<const string*, ntag::cstr>();
}

Answer 1

使用非类型模板参数时,需要指定常量.当非类型模板参数是指针或引用时,指定可在链接时确定的常量就足够了.在任何情况下,编译器都不会接受链接时间之后可能发生变化的任何内容.即使在链接时初始化的变量也会被太晚初始化:

print<char *, tag::array>();               // OK: the address of the array won't change
print<const char *, tag::carray>();        // OK: the address of the array won't change
print<char *, tag::ptr>();                 // not OK: tag::ptr can change
print<const char *, tag::cptr>();          // not OK: tag::ptr can change
print<const char *const, tag::cptrc>();    // not OK: a [run-time initialized] variable
print<string, tag::str>();                 // not OK: few types are supported (*)
print<const string*, tag::cstr>();         // not OK: tag::cstr has a different type
print<const string*, &tag::cstr>();        // (added) OK: address won't change

print<char *, ntag::array>();              // OK: address of array won't change
print<const char *, ntag::carray>();       // OK: address of array won't change (**)
print<char *, ntag::ptr>();                // not OK: ntag::ptr can change
print<const char *, ntag::cptr>();         // not OK: ntag::cptr can change
print<const char *const, ntag::cptrc>();   // not OK: a [run-time initialized] variable

print<string, ntag::str>();                // not OK: few types are supported (*)
print<const string*, ntag::cstr>();        // not OK: ntag::cstr has a different type
print<const string*, &ntag::cstr>();       // (added) OK: address won't change

笔记:

• (*)只有整数类型,指针和引用才能用作非类型模板参数.没有用户定义常量的概念可以用作模板参数.

• (**)当clang喜欢它时,gcc不喜欢这种用法.gcc不接受此代码似乎是一个错误!我看不出任何禁止使用a 作为模板参数的限制.相反,在14.3.2 [temp.arg.nontype]第2段中有一个例子,它完全等价:const char[]

  template<class T, const char* p> class X {
      / ... /
  };
  X<int, "Studebaker"> x1; // error: string literal as template-argument
  const char p[] = "Vivisectionist";
  X<int,p> x2; // OK
  

• 将字符串文字转换为非const指针char是正常的,但是,尝试更改其中一个值是未定义的行为.我强烈建议不要使用这个演员!
• 不要过度使用std::endl:在你的代码是没有使用std::endl的.