按非类型参数类型的 C++ 模板特化

Question

相同模板函数的变体因非类型成员的类型不同是否有效？

template<typename T, unsigned int V>
void f(unsigned int& v) { v = V; }

template<typename T, bool B>
void f(bool& b) { b = B; }

目的是可以调用

unsigned int meaningOfLife;
f<sometype, 42>(meaningOfLife);

bool areYouAlive;
f<sometype, true>(areYouAlive);

clang 和 gcc 无声，但 MSVC 报告

warning C4305: 'specialization': truncation from 'int' to 'bool'

我想避免要求指定常量类型：

f<sometype, bool, true>

并希望确保常量值和目标值匹配。

---- mcve ----

#include <iostream>

template<unsigned int V>
void f(unsigned int& v) { v = V; }

template<bool B>
void f(bool& b) { b = B; }

int main()
{
    unsigned int u { 0 };
    bool b { false };

    f<42>(u);
    f<true>(b);

    std::cout << u << b;
}

Rextester 示例：http://rextester.com/VIGNP16100

Warning(s):
source_file.cpp(14): warning C4305: 'specialization': truncation from 'int' to 'bool'
/LIBPATH:C:\boost_1_60_0\stage\lib 
Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.00.23506 for x64
421

Answer 1

简短回答：代码正常，MSVC 发出虚假警告。

MSVC 和 g++ 在非类型模板参数匹配方面都有错误，但它们 select 适合您的特定示例。

长答案：使用非类型模板参数重载函数模板是可以的。

然而，模板参数 与模板声明的匹配并不像预期的那样工作（无论如何是我）。所有匹配的模板都进入重载决议。它在任何阶段都不喜欢 "exact match".

根据 C++17 [temp.arg.nontype/]2，converted constant expressions 是允许的。这意味着，例如：

42 匹配 int 和 unsigned int.
42u 匹配 int 和 unsigned int.
1u 匹配 unsigned int、int 和 bool.

注意转换后的常量表达式不能包含收缩转换，int到bool是收缩，除非值是值0或[=26=的常量表达式].所以 42 不匹配 bool。（参考：C++17 [expr.const]/4）。

如果我们有以下设置：

template<unsigned int V> void g() {}
template<bool B> void g() {}

那么正确的行为是：

g<42>() 呼叫 g<unsigned int>.
g<1>()有歧义。
g<1u>()有歧义。

MSVC 2017 和 g++ 7,8 都错误地允许 g<42> 匹配 g<bool>，并报告 g<42> 不明确。

MSVC 发出您在生成无效匹配项时看到的警告； g++ 根本不提供任何诊断。如果我们删除 unsigned int 重载，那么 g++ 会在没有诊断的情况下静默接受无效代码。

在您的代码中有一个非常量左值引用参数：

template<unsigned int V>  void h(unsigned int&) {}
template<bool B>          void h(bool&) {}

这很重要，因为重载决策可以根据函数参数生成 selection。来电：

unsigned int m;
h<1u>(m);

然后 h 的两个重载都进入重载决议，但是 h<unsigned int> 获胜，因为 h<bool>(m) 无效。

如上所述，调用h<42>(m);在第一阶段获胜，因为它无法匹配h<bool>；但在 MSVC++（和 g++）中，它错误地允许 h<bool> 在这个阶段通过，但稍后会像 h<1u> 情况一样修剪它。

按非类型参数类型的 C++ 模板特化

C++ Template specialization by type of non-type parameter

c++

templates

language-lawyer

visual-c++-2017