C++中的模板非类型参数

C++中的模板非类型参数是一种非常强大的技术，在模板的实例化过程中，可以为模板参数提供一些非类型的值，包括整数、指针和枚举等。

语法

非类型参数可以在函数和类模板中定义，其语法如下：

template <typename T, int N> // 定义一个模板，其中有一个非类型参数N
class MyClass {
public:
    void func() {
        // 使用非类型参数N
    }
};

template <int N>
void foo() {
    // 使用非类型参数N
}

int main() {
    MyClass<int, 10> myObj; // 实例化一个MyClass对象，其中N被设为10
    foo<20>(); // 调用foo函数，其中N被设为20
    return 0;
}

特点

• 静态分配：非类型参数是在编译时就分配好的，而非在运行时动态分配。
• 常量表达式：非类型参数必须是常量表达式，不能是变量、动态分配的内存等，因为编译器需要在编译时就确定它们的值。
• 作用域：和其他类型的参数一样，非类型参数的作用域和所在的函数或类模板作用域相同。
• 传递方式：在调用函数或实例化类模板时，需要为非类型参数提供一个值，可以是一个常量，也可以是一个常量表达式。对于类模板，这些参数可以被传递给类的构造函数。
• 使用场景：非类型参数常常用于模板元编程，例如常量表达式的计算、模板特化等场合。

示例

以下是一个简单示例，演示了如何利用模板非类型参数求一个整数的平方：

#include <iostream>
using namespace std;

template <int N>
struct Square {
    enum { value = N*N };
};

int main() {
    cout << Square<5>::value << endl; // 输出25
    return 0;
}

在这个示例程序中，我们定义了一个模板结构体Square，其中有一个非类型参数N，它的值在编译时被确定为5。在这个结构体中，我们使用了enum来定义了一个常量value，该常量的值为N*N，即5*5=25。在main函数中，我们实例化了一个Square模板，并输出了其value成员的值。