一个非类型模板参数可以是 "void *" 类型吗？

Question

一个非类型模板参数可以是 "void *" 类型吗？

c++templateslanguage-lawyerc++17c++20

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Yakk - Adam Nevraumont 说:

在标准的某些版本中，不允许使用类型为void*的非类型模板参数。

这是真的吗？如果是真的，在哪些标准版本中不允许使用类型为void*的非类型模板参数？

(注：如答案另一条评论中所述, 这是关于非类型模板参数，而不是模板类型参数，可以使用任何有效的type-id作为 [temp.arg.type]，包括void*。

- L. F.

1个回答

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原文链接

- L. F. · Accepted Answer

简而言之

C++20之后，void*类型的模板参数是合法的，但在C++20之前则是非法的。

C++20

C++20放宽了非类型模板参数的类型限制，下面我们来详细了解一下。

当前草案（截至2019年5月6日UTC 10:00）在[temp.param]/4中说：

非类型模板参数应该有以下类型之一（可选带有cv限定符）：

具有强结构相等性（[class.compare.default]）的字面类型

左值引用类型

包含占位类型的类型（[dcl.spec.auto]）

一个推导出类类型的占位符（[dcl.type.class.deduct]）

void*是指针类型。指针类型是标量类型（[basic.types]/9）。 标量类型是字面类型（[basic.types]/10）。因此，void*是一个字面类型。第一个条款是相关的。

进一步追踪，[class.compare.default]/3说：

如果类型C具有强结构相等性，则给定类型为const C的glvalue x，要么：

C是非类类型，并且x <=> x是一个类型为std::strong_ordering或std::strong_equality的有效表达式，或者

C是一个类类型，其==运算符在定义C时默认为已定义，当上下文转换为bool时，x == x是良好的形式，所有C的基类子对象和非静态数据成员具有强结构相等性，并且C没有mutable或volatile子对象。

void*是一种非类类型，因此第一个要点是相关的。现在问题归结为x <=> x的类型，其中x是类型为void* const（而不是const void*）的glvalue。根据[expr.spaceship]/8的规定：

如果组合指针类型是对象指针类型，则p <=> q的类型为std::strong_ordering。如果两个指针操作数p和q相等（[expr.eq]），则p <=> q产生std::strong_ordering::equal；如果p和q不相等，则p <=> q会产生std::strong_ordering::less，如果q大于p并且p <=> q产生std::strong_ordering::greater，如果p大于q。否则，结果未指定。

请注意，void*是一个对象指针类型（[basic.compound]/3）。因此，x <=> x是std::strong_ordering类型。因此，类型void*具有强结构相等性。

因此，在当前的C++20草案中，void*允许作为模板参数类型的类型。

C++17

现在我们来看C++17。 [temp.param]规定如下：

非类型模板参数必须具有以下（可选的cv限定）类型之一：整数或枚举类型，指向对象或函数的指针，左值引用到对象或左值引用到函数，成员指针， std::nullptr_t，或者包含占位符类型的类型。

请注意，“对象指针”不包括void*，根据[basic.compound]/3：

[注：指向void的指针没有指向对象类型，因为void不是对象类型。-注释结束]

以上六个要点中没有一个包括void*作为模板参数的可能类型。因此，在C++17中，模板参数不得具有void*类型。

C++11和C++14的措辞相同，只是没有占位符类型的那个要点。一般来说，在C++20之前，模板参数不应具有void*类型。

但编译器会诊断这个问题吗？

T.C.在评论中表示没有人诊断IHRC。让我们通过下面的最小示例测试编译器是否在C++17模式下诊断出这个问题。

template <void*>
class C {};

int main()
{
    C<nullptr> x;
    (void) x;
}

该代码在以下编译器上编译和运行正常：

NathanOliver 在一篇评论中表示有人告诉他某些编译器会出错，但主要的编译器不会。因此，据我所知，在这里无人对T.C.的说法进行了验证。