Параметры шаблона без типа

Я понимаю, что параметр шаблона, не являющийся типом, должен быть постоянным интегральным выражением. Может кто-нибудь пролить свет, почему это так?

template <std::string temp>
void foo()
{
     // ...
}

error C2993: 'std::string' : illegal type for non-type template parameter 'temp'.

Я понимаю, что такое постоянное интегральное выражение. Каковы причины запрета использования непостоянных типов, std::stringкак в приведенном выше фрагменте?

Причина, по которой вы не можете этого сделать, заключается в том, что непостоянные выражения не могут быть проанализированы и заменены во время компиляции. Они могут измениться во время выполнения, что потребует создания нового шаблона во время выполнения, что невозможно, поскольку шаблоны являются концепцией времени компиляции.

Вот что стандарт допускает для параметров шаблона без типа (14.1 [temp.param] p4):

Параметр шаблона без типа должен иметь один из следующих (необязательно cv-квалифицированных) типов:

• целочисленный или перечислительный тип,
• указатель на объект или указатель на функцию,
• lvalue ссылка на объект или lvalue ссылка на функцию,
• указатель на член,
• std::nullptr_t.

Это не разрешено.

Однако это разрешено:

template <std::string * temp> //pointer to object
void f();

template <std::string & temp> //reference to object
void g();

См. §14.1 / 6,7,8 в стандарте C ++ (2003).

Иллюстрация:

template <std::string * temp> //pointer to object
void f()
{
   cout << *temp << endl;
}

template <std::string & temp> //reference to object
void g()
{
     cout << temp << endl;
     temp += "...appended some string";
}

std::string s; //must not be local as it must have external linkage!

int main() {
        s = "can assign values locally";
        f<&s>();
        g<s>();
        cout << s << endl;
        return 0;
}

Выход:

can assign values locally
can assign values locally
can assign values locally...appended some string

Вам нужно уметь искажать аргументы шаблона

template <std::string temp>
void f() {
 // ...
}

f<"foo">();
f<"bar">(); // different function!?

Теперь импл должен придумать уникальную последовательность символов для std::string или, если на то пошло, любого другого произвольного определяемого пользователем класса, хранящего конкретное значение, значение которого не известно реализации. Кроме того, значение произвольных объектов класса не может быть вычислено во время компиляции.

Планируется рассмотреть возможность использования буквальных типов классов в качестве типов параметров шаблона для пост-C ++ 0x, которые инициализируются константными выражениями. Их можно изменить, рекурсивно изменяя элементы данных в соответствии с их значениями (для базовых классов, например, мы можем применить обход слева направо в глубину). Но для произвольных классов это точно не сработает.

Аргумент шаблона без типа, предоставленный в списке аргументов шаблона, представляет собой выражение, значение которого может быть определено во время компиляции. Такие аргументы должны быть:

постоянные выражения, адреса функций или объектов с внешней связью или адреса статических членов класса.

Кроме того, строковые литералы - это объекты с внутренней связью, поэтому вы не можете использовать их в качестве аргументов шаблона. Вы также не можете использовать глобальный указатель. Литералы с плавающей запятой не допускаются из-за очевидной возможности ошибок округления.