在不公开变量模板的情况下在内联 constexpr 函数中使用变量模板？

Question

是否可以在内联 constexpr 函数中使用变量模板而不暴露变量模板本身？

例如，编译并运行：

template<typename T> constexpr T twelve_hundred = T(1200.0);

template<typename T>
inline constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
    return cents / twelve_hundred<T>;
}

但这不能编译：

template<typename T>
inline constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
    template<typename U> constexpr U twelve_hundred = U(1200.0);
    return cents / twelve_hundred<T>;
}

原因似乎是块范围内不允许模板声明（GCC 给出了关于此的信息性错误消息，Clang 没有）。

为了更详细地重复动机，该函数是内联的并在 header 中定义，我对在包含 header 的任何地方公开变量模板不感兴趣。

我想我可以定义一个详细命名空间并将变量模板放在那里，但最好不要公开变量模板。也许这不可能。

Answer 1

根据我们的标准：

A template-declaration is a declaration. [...]. A declaration introduced by a template declaration of a variable is a variable template. [...]

并且：

A template-declaration can appear only as a namespace scope or class scope declaration.

因此不，这是不允许的。
如果您不想公开它，您仍然可以将其包装在 class 中并将数据成员和成员函数设为静态：

class C {
    template<typename T>
    static constexpr T twelve_hundred = T(1200.0);

public:
    template<typename T>
    static constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
        return cents / twelve_hundred<T>;
    }
};

int main() {
    C::centsToOctaves(42);
}

另一个可能的解决方案是：

class C {
    template<typename T>
    static constexpr T twelve_hundred = T(1200.0);

    template<typename T>
    friend inline constexpr T centsToOctaves(const T cents);
};

template<typename T>
inline constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
    return cents / C::twelve_hundred<T>;
}

int main() {
    centsToOctaves(42);
}

它有加，centsToOctaves不再是C的成员函数，如评论中所述

话虽这么说，但我不明白是什么阻止您简单地这样做：

template<typename T>
inline constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
    return cents / T{1200};
}

Answer 2

除了使用命名空间，您还可以将模板变量放入class，并将其声明为私有。不允许在函数范围内声明模板。

class Detail {
 public:
  template<typename T>
  static constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
    return cents / twelve_hundred<T>;
  }

 private:
  template<typename U>
  static constexpr U twelve_hundred = U(1200.0);
};

// forwarding
template<typename T>
inline constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
  return Detail::centsToOctaves<T>(cents);
}

int main() {
  centsToOctaves<int>(12);
  return 0;
}

不相关：

您可能不需要声明模板 constexpr 变量。由于初始化后无法修改它，因此可以直接使用文字作为替代实现：

template<typename T>
inline constexpr T centsToOctaves(const T cents) {
    using U = T;
    return cents / U(1200.0);
}

当您需要显式特化模板变量时，您可以特化函数模板。

template <>
inline constexpr int centsToOctaves(const int cents) {
    using U = int;
    return cents / U(1200.0);
}

但遗憾的是，此解决方案会生成一些重复代码，可能会更糟。

在不公开变量模板的情况下在内联 constexpr 函数中使用变量模板？

Using a variable template inside inline constexpr function without exposing the variable template?

c++

c++14

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