C++模板入门（三）非类型参数

非类型的类模板参数

先让我们用标准库中的std::array定义一个Stack：

template <typename T, std::size_t Maxsize>
class Stack
{
private:
    std::array<T, Maxsize> stack;
    std::size_t numElems = 0;

public:
    Stack() = default;
    ~Stack() = default;

    void push(const T &value)
    {
        stack[numElems++] = value;
    }

    void pop()
    {
        assert(numElems > 0);
        --numElems;
    }

    const T &top() const
    {
        assert(numElems > 0);
        return stack[numElems - 1];
    }

    bool empty() const
    {
        return numElems == 0;
    }

    std::size_t size() const
    {
        return numElems;
    }
};

注意到第二个模板参数并非我们之前见到过的类型，而是一个int参数，用来指定存放栈元素的内部数组大小。

如果我们要使用这个模板类，必须同时指定元素类型和最大容量：

int main()
{
    std::ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr), cout.tie(nullptr);

    Stack<int, 10> stack;

    return 0;
}

这就是非类型模板参数的使用方法了，同类型参数一样，我们也可以为它指定默认值：

template <typename T = int, std::size_t Maxsize = 100>
class Stack;

非类型的函数模板参数

函数模板也可以使用非类型参数：

template <int Val, typename T>
T addValue(T t)
{
    return t + Val;
}

使用方法：我们用标准库中的std::transform来为数组中的某一段元素都增加某一个值：

std::vector<int> a{1, 2, 3, 4, 5};
std::transform(a.begin(), a.end(), a.begin(), addValue<5, int>);

std::transform的最后一个参数接收了一个实例化的函数的指针。

其他用法：

template <auto Val, typename T = decltype(Val)> // 默认T和传入参数一致
T foo();

template <typename T, T Val = T{}> // 默认Val类型和T保持一致
T foo2();

非类型模板参数的限制

一般来说，非类型模板参数只能是：

1.int类型常量和enum类型常量

2.对象/函数/成员的指针

3.对象或函数的左值引用

4.std::nullptr_t

auto模板参数类型

使用auto可以将参数传入数据设定成非类型模板参数所允许的任何类型

template <typename T, auto Maxsize>
class Stack;

显然这个例子不太好，毕竟Maxsize一定要是整型，但也足以让我们明确它的用法。

从C++14开始，auto也可用作推到返回类型：

template <typename T1, typename T2>
auto sum(T1 a, T2 b) {
    return a + b;
}