为什么数组类型不会衰减到类模板的指针

Why does array type not decay to pointer for class templates?

本文关键字：指针 衰减 数组 类型 为什么      更新时间：2023-10-16

我们知道数组衰减到函数模板中的指针，并且要获取数组类型参数，我们需要使用对数组的引用来声明我们的函数模板：

template<class T, std::size_t N>
std::size_t number_of_elements(T (&ary)[N]) {
  return N;
}

但是，为什么我们不需要在类模板中声明对数组参数的引用？下面的代码显示了这一点，并在 C++11 下编译。

template<class T>
struct cls_number_of_elements {};
template<class T, std::size_t R>
struct cls_number_of_elements<T[R]> {
  static const int N = R;
};
char ary[] = "12345";
auto const N = cls_number_of_elements<decltype(ary)>::N;
char ar2[N];

您所说的"衰减"是从参数推断函数模板参数时发生的事情。 我在这里发布了更全面的解释。

为模板参数显式提供值时，没有扣除步骤;显式提供的值正是参数采用的值。

对于类模板，永远不会有参数推导;它们必须始终显式提供其参数。

说明性示例：

template<typename T> void f(T t) {}
template<typename T> struct S { void f(T t) {} };
...
int x[27];
f(x);               // Type deduction: decay occurs, T = int *
f<int *>(x);        // No deduction. T = int *
f<int[27]>(x);      // No deduction. T = int[27]
S<int[27]>().f(x);  // No deduction. T = int[27]

在后两种情况下，调整仍然发生。[temp.deduct]/3 明确重申了这一点：当 T 是数组类型时，函数参数 T t 表示t具有指针类型，其方式完全相同：

void g(int t[27])

实际上指定t具有类型 int * 。

来自 C++11 标准：

7.1.6.2 简单类型说明符

4 decltype(e)表示的类型定义如下：

— 如果e是无括号的 ID 表达式或无括号的类成员访问 (5.2.5(，则decltype(e) 是由 e 命名的实体的类型。如果没有这样的实体，或者如果e命名一组重载函数，则程序格式不正确;

— 否则，如果e是 x值，则decltype(e) T&&，其中T是e的类型;

— 否则，如果e是左值，则decltype(e) T&，其中T是e的类型;

— 否则，decltype(e)是e的类型。

鉴于

char ary[] = "12345";

decltype(ary)表示ary的类型(一个不带括号的 id 表达式(，即 char[6] 。

有关decltype的更用户友好的描述，请参阅 http://en.cppreference.com。

在 C 和 C++ 标准之间，这个答案看起来解释是：

4.2 数组到指针的转换

  1. "N T数组"或"未知T界数组"类型的左值或右值可以转换为右值 类型为"指向T的指针"。结果是指向数组的第一个元素的指针。

看起来这种转换确实发生在函数模板中推导的模板参数

number_of_elements(ary)

但不适用于类模板中的模板参数

cls_number_of_elements<char[5]>

和显式类型函数模板

number_of_elements<char[5]>(ary)

因为没有推断出这些类型。

查看代码，我有一个非常简短的解释，这与类和函数模板之间的差异没有任何关系：

对于number_of_elements数组的"类型"是 T[N] 。示例适用于"类型"T[R] cls_number_of_elements。在这两种情况下，T都会变得char，而N会恢复。 R变得6.需要&的唯一原因是无法按值传递 c 数组。(见@bku_drytt的安瑟(

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