C++中将void指针用作模板参数

Question

以下代码无法编译：

template<void *p>
class X {
// ...
};

int r;

int main()
{
    X<&r> x;

    return 0;
}

错误信息为：

x.cc:10:6: error: could not convert template argument ‘& r’ to ‘void*’

将&r显式地转换为(void *)也没有帮助。错误信息变成了：

x.cc:10:14: error: could not convert template argument ‘(void*)(& r)’ to ‘void*’

标准的哪个部分说明了这种行为？GCC版本为gcc version 5.2.1 20151003 (Ubuntu 5.2.1-21ubuntu2)

编辑：

请注意，使用例如int *而不是void *会按预期工作。

编辑：（回答自己）

指定-std=c++1z时，使用gcc HEAD 6.0.0 20151016 (experimental)无论是隐式还是显式强制转换为"void *"都不能正常工作。 当不进行显式转换时，clang会报出以下错误：

x.cc:10:7: error: conversion from 'int *' to 'void *' is not allowed in a converted constant expression

负责修复C++语言规范中这个漏洞的是N4268，clang已经实现了。

- apriori

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我并不认为这个问题可以视作被提及的那个问题的副本。这个问题是关于使用"void *"作为模板参数，而另一个问题则是关于使用"const char *"作为模板参数。 - apriori

从技术上讲，[temp.param]/p4禁止使用void*作为模板非类型参数，尽管我所知道的主要编译器都没有执行此禁令，甚至没有发出诊断信息。 - T.C.

好的，很有趣。你指的是哪个文档？ - apriori

Answer 1

通常情况下，任何指针都可以转换为void*类型的指针。

[C++11, 4.10/2]类型为“指向cv T”的prvalue（其中T是对象类型）可以转换为类型为“指向cv void”的prvalue。将“指向cv T”的指针转换为“指向cv void”的结果指向存储T类型对象的起始位置，就像该对象是T类型的最终派生对象（1.8）一样（即不是基类子对象）。空指针值被转换为目标类型的空指针值。

然而，对于非类型模板参数，规定了特定的转换方式：

[C++11, 14.3.2/5] 对每个用作非类型模板参数的表达式执行以下转换。如果无法将非类型模板参数转换为相应模板参数的类型，则程序不合法。对于指向对象的非类型模板参数，应用限定转换（4.4）和数组到指针的转换（4.2）。如果模板参数的类型为std::nullptr_t，则应用空指针转换（4.10）。通过省略，我们可以推断出这种转换是不允许的。

- user5441780

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我想不出任何原因导致这种不一致性。对我来说，这是一个错误。 - apriori

Answer 2

我不能立即引用具体的章节和节（欢迎编辑），但你试图做的在C++中是不允许的。

模板参数必须在编译时就已知。除非：

1. 在模板参数列表中使用“= nullptr”为默认值。 2. 它们是成员函数指针（它们仅仅是偏移量，因此在编译时就已知）。

例如，以下代码可以编译：

template<void * = nullptr>
class X {
    // ...
};

int r;

int main()
{
    X<nullptr> x;

    return 0;
}

- Richard Hodges

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不，将“void *”替换为“int *”，则代码示例可以编译。 - apriori

我只想补充一点，当与类型特征等一起使用时，语法并不容易理解。以下是一个使用std::enable_if的示例：template <typename T, typename std::enable_if<sizeof(T) == 4, T>::type* = nullptr> void do_if_ptrs_are_32bit(void * p) {} - Bim