模板函数中依赖于类型的常量答案

【问题标题】：Type-dependent constant in template function模板函数中依赖于类型的常量
【发布时间】：2015-04-11 09:09:50
【问题描述】：

我想要一个模板化函数中的静态数组，其长度取决于函数专用的类型。我的第一次尝试是：

标题：

template<typename T>
struct Length {
    const static size_t len;
};

template<typename T>
void func(){
  static T vars[Length<T>::len]; // len not const. according to compiler!
  // ...
}

源文件：

template<> const size_t Length<double>::len = 2;
template<> const size_t Length<float>::len = 1;
// ...

但是，g++ 没有编译这个并抱怨

错误：“vars”的存储大小不是恒定的

那么，这里到底有什么问题呢？我知道固定长度数组的大小需要是一个常数并且在编译时已知，但这里似乎就是这种情况。当我写作时

const size_t len = 2;

void func(){
    static double vars[len];
}

它编译没有问题。

问题：

代码有什么问题，有哪些替代方法可以实现所需的行为？我不想在运行时分配内存...

【问题讨论】：

标签： c++ arrays templates template-specialization

【解决方案1】：

要使const 变量被视为编译时常量（正式地，常量表达式），它的值必须在使用时可用。这意味着专门的定义必须转到头文件。

如果只是作为成员的专业化完成，就像你所做的那样，我相信这会给你一个多重定义错误。您应该对整个类模板进行专门化，并保持静态成员定义内联：

template<typename T>
struct Length;

template <>
struct Length<double>
{
  static const size_t len = 2;
};

附带说明，您的程序最初是无效的：必须在使用前声明显式特化。这意味着您必须至少在标题（或您打算使用它的任何地方）中声明len 的特化。

【讨论】：

专门化类模板的模式称为元函数。这里绝对是正确的解决方案。
成员的显式特化不需要事先声明。它将匹配其包含的类模板的成员声明。
@Potatoswatter 我不认为这是一个元函数。根据Boost.MPL，“metafunction 是一个类或类模板，表示在编译时可调用的函数。”
@Potatoswatter C++11 14.7.3/6：“如果模板、成员模板或类模板的成员被明确特化，则该特化应为在第一次使用该特化之前声明，这将导致在发生这种使用的每个翻译单元中发生隐式实例化；不需要诊断。” （我的）
（第一个线程）：是的，这正是我们所拥有的：一个将类型映射到值的函数。

【解决方案2】：

下面的代码可以用g++ 4.6.3 很好地编译并产生输出

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array.cpp:

#include <cstddef>
#include <iostream>

template<typename T>
struct Length {
    const static size_t len;
};

template<typename T>
void func(){
  static T vars[Length<T>::len]; 
  std::cout << (sizeof(vars) / sizeof(*vars)) << std::endl;
}

template<> const size_t Length<double>::len = 2;
template<> const size_t Length<float>::len = 1;

int main(){
  func<double>();
  func<float>();
}

$ make array
g++     array.cpp   -o array
$ ./array 
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【讨论】：