非类型模板参数

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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
*/


#include "stdafx.h" 
#include<iostream >   


using namespace std;


//例1-----------------------------------------------------
const int r = 777;


template< int  r >
void   R()
{
cout << r << endl;
}


//例2-----------------------------------------------------
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 
 


template<typename T, char* x>
void X(T  t)
{
cout << t << ", " << x << endl;
};


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




//例4----------------------------------------------------
//引用
struct Y {};
Y y;


template<const Y& b>
struct Z {};


 
int q = 1;
template<const int& q> 
struct Q {};




//例5----------------------------------------------------
//数组指针
int b[5] = {11,22,33,44};
template<int(&pa)[5]> 
void B()
{
cout << pa[1] << endl;
};




//例6----------------------------------------------------
 
//函数指针
void f(int  a)
{
cout << "a  is  "<<a << endl;
}


 
template<void(*pf)(int)>
void C()
{
pf(111); 
};


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


template<  template<typename> class V   > 
class  M
{
public:
V<int> y; // uses the primary template
V<int*> z; // uses the partial specialization
};


 




int main()
{


//例1----------------------------------------------------
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 
 
//例2----------------------------------------------------
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： 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，写在main函数里面  
// 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： 模板参数不能封引用非外部实体 
 
//例3----------------------------------------------------
A("hello") ;
A<6>("hello");


//例4----------------------------------------------------


Z<y> z;
 
Q<q>  q1;     




//例5----------------------------------------------------


B<b>(); // ok: no conversion






//例6----------------------------------------------------


C<&f>(); // ok: overload resolution selects f(int)





//例7----------------------------------------------------
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;


return 0;
}




/*
//关于指针常量和常量指针可以参考博客 
Const用法总结（快速区分指针常量与常量指针）


这里大家可能会有几个疑问
①.到底为什么字符串不能作为实参？
答：两个内容完全相同 的字符串字面常数可能存在两个不同的地址上。
 有个方法：  extern char const hello[] = "Hello World!";这里必须使用关键词 extern，因为const array 采用内部链接（internal linkage）。




②.变量b和c作为模板实参为什么错误不同？
答：首先解释b实参，b在这里看做是一个指针，是一个全局指针，但是他不是一个常量表达式，所以b不对。
我们再看看c，c相比于b对了一个const修饰符，表示这个指针是一个常量。然而const是一个比较特别的关键字，
他具有内部链接属性（关于内连接参考博客 理解C++的链接：C++内链接与外链接的意义），
也就是说仅在定义这个变量的文件内可见，不会造成不同编译单元的混编时的链接错误。
这个特性对于模板来说可是有问题的，就像问题①所描述的，由于每个编译单元可能都有一个c变量，
导致在编译时，实例化多个c，而且c的地址还不同，这就造成二个模板的实例是两个不同且不兼容的类型。


③为什么a变量作为实参可以？
答：我看过一些书籍，上面举得例子都是用const修饰不行的情况下在加extern来形成extern const  chara[] = "saaa"; 
这样形式的语句，extern和const联合使用确实可以压制const的内部属性。
这个a这里可以看做一个数组类型（进一步理解数组与指针的关系可以参考博客
char * itoa(int, char *, int); 第二个参数明明是char*，为什么却又不能是“char*”？ ）
，那么我们看到他不仅避免了①中的实例化地址不同的问题（因为是全局唯一的），
而且还避免了const带来的内部链接问题，所以这一项可能是经过编译器优化过的结果。 


*/