c++中的字符串模板参数

String template parameters in c++

本文关键字：参数 字符串 c++      更新时间：2023-10-16

在c++中使用模板时，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某些参数是允许的，而其他参数是不允许的。

例如，如果类的静态成员是const char*，则可以将其作为模板参数，如果在外部定义则不能。

我做了一个小程序来测试这一切，对没有编译的行进行注释。我也做了一些基于编译器输出的假设，但它们可能是错误的。

模板参数值的规则是什么。我看到对象需要外部链接，但bool是授权的，尽管它显然没有任何类型的链接。

#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>();
}

使用非类型模板参数时，需要指定一个常量。当非类型模板参数是指针或引用时，指定一个可以在链接时确定的常量就足够了。在任何情况下，编译器都不会接受任何可能在链接时间后发生变化的内容。即使是在链接时间初始化的变量也初始化得太晚：

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

注：

  • (*)只有整型、指针和引用才能用作非类型模板参数。没有可以用作模板参数的用户定义常量的概念

  • (**)gcc不喜欢这个用法，而clang喜欢它。gcc不接受这个代码似乎是个错误！我看不到任何限制会禁止使用const char[]作为模板参数。相反，14.3.2【temp.arg.notype】第2段中有一个完全等效的示例：

    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指向char的非const指针是可以的，但是，尝试更改其中一个值是未定义的行为。我强烈建议而不是使用此演员阵容
  • 不要过度使用std::endl：在您的代码中，根本没有使用std::endl
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