C++ 可以推断非类型模板参数的类型并强制其余模板参数的类型吗？

Question

考虑这个结构。它是一个范围，但使用模板而不是构造函数，使值静态：

template <int min_v, int max_v>
struct num_range final {
  constexpr static int min = min_v;
  constexpr static int max = max_v;
}
// now you can do
std::cout << num_range<1,3>::min << '\n'; // prints 1

但这被固定为

int

。如果我希望 C++ 从第一个参数推导数字类型并将其强制应用于第二个参数怎么办？

我试过这个：

template <typename TNumber>
template <TNumber min_v, TNumber max_v>
struct num_range final 

我按照相反的顺序尝试了。我知道你可以做到这一点：

template <auto min_v, decltype(min_v) max_v>
struct num_range final {
    using num_type = decltype(min_v);
    constexpr static num_type min = min_v;
    constexpr static num_type max = max_v;
};

但我认为 C++17 中不允许使用

auto

模板参数，这正是我的目标。它似乎也没有强制第二个模板参数的类型，因为这编译得很好：

std::cout << num_range<-10, 12U>::min << '\n'; // prints -10

如果您知道如何使用可变模板执行此操作，强制所有数字为同一类型，则会加分。

Answer 1

我认为 C++17 中不允许使用自动模板参数

C++17 中允许。

它似乎也没有强制第二个模板参数的类型

是的，传递模板参数时允许进行一些隐式转换。改为这样做：

template <auto min_v, auto max_v>
struct num_range
{
    static_assert(std::is_same_v<decltype(min_v), decltype(max_v)>);
    constexpr static auto min = min_v;
    constexpr static auto max = max_v;
};

或者在 C++20 中：

template <auto min_v, auto max_v>
requires std::is_same_v<std::is_same_v<decltype(min_v), decltype(max_v)>
struct num_range
{
    constexpr static auto min = min_v;
    constexpr static auto max = max_v;
};

Answer 2

你原来的方法确实有效，只是你没有让它引人注目：

using range = num_range<static_cast<signed char>(0), 200>;

clang 拒绝这一点：

<source>:8:54: error: non-type template argument evaluates to 200, which cannot be narrowed to type 'decltype('\x00')' (aka 'signed char') [-Wc++11-narrowing]
    8 | using range = num_range<static_cast<signed char>(0), 200>;
      |   

在您的示例中

num_range<-10, 12U>

，

12U

可以转换为

int

（

-10

的类型），因此一切都可以正常编译。

诚然，这种行为令人惊讶，因为

-10

和

12U

仍然是不同的类型，并且

num_range<-10, 12U>

编译直观上是错误的，但隐式转换使其可以工作。如果你想防止这种情况，你需要分别推导这两种类型，然后检查它们是否相同（@HolyBlackCat为此提供了两种解决方案）。

但我认为 C++17 中不允许使用自动模板参数

是的，请参阅cppreference：模板参数。

如果您知道如何使用可变模板执行此操作，强制所有数字为同一类型，则会加分。

template <auto Head, decltype(Head)... Tail>
/* ... */

或者，类似于@HolyBlackCat的解决方案，使用

std::enable_if

：

template <auto Head, auto... Tail, std::enable_if_t<(std::is_same_v<decltype(Head), decltype(Tail)> && ...), int> = 0>
/* ... */