C++如何在模板中使用非类型参数

非类型模板参数是编译期可确定的常量值，如整数、指针、引用等，用于在模板中传递具体值而非类型。例如 template<typename T, int N> 中的 N 即为非类型参数，它使不同大小的数组成为不同类型。支持整型、指针、引用、枚举及 C++17 起的字面类型类对象，但不支持浮点和普通类对象。可通过 auto 推导参数类型，提升泛型编程灵活性与性能。

在C++中，模板不仅可以接受类型作为参数，还可以接受非类型参数。非类型模板参数是指在编译时就能确定的常量值，比如整数、指针、引用、枚举值等。它们为泛型编程提供了更大的灵活性。

什么是非类型模板参数

非类型模板参数是模板参数列表中的一个值，而不是类型。这个值必须在编译期可求值。常见支持的类型包括：

• 整型（如 int、char、bool、size_t）
• 指针（指向函数或对象）
• 引用（到对象或函数）
• 枚举类型
• C++17起支持字面类型（literal type）的类类型（需满足 constexpr 构造）

基本用法示例

最典型的例子是固定大小数组的封装：

template<typename T, int N><br>struct Array {<br>    T data[N];<br><br>    constexpr int size() const { return N; }<br>};<br><br>// 使用<br>Array<int, 5> arr; // 一个包含5个int的数组

这里 N 是一个非类型参数，它的值在实例化时确定，并且成为类型的一部分。Array 和 Array 是两个不同的类型。

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使用指针或引用作为非类型参数

可以将函数指针或全局对象的地址作为非类型参数：

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void log_default() { /*...*/ }<br>void log_verbose() { /*...*/ }<br><br>template<void(*LogFunc)()><br>class Logger {<br>public:<br>    void print() { LogFunc(); }<br>};<br><br>Logger<log_default> logger1;<br>Logger<log_verbose> logger2;

这种设计可以在编译期绑定行为，避免运行时开销。

注意事项与限制

使用非类型参数时需要注意以下几点：

• 参数必须是编译时常量表达式（constexpr）
• 不能使用局部变量地址或临时对象
• 模板实参必须具有外部链接（对于指针/引用，除非是 constexpr 或 static）
• 从 C++17 起，允许使用 auto 推导非类型参数：

template<auto N><br>struct Buffer {<br>    char data[N];<br>};<br><br>Buffer<100> buf; // N 被推导为 int

这简化了模板定义，让编译器自动判断非类型参数的类型。

基本上就这些。合理使用非类型参数能提升性能并增强类型安全，特别是在实现容器、策略类或编译期配置时非常有用。关键是确保传入的值在编译期可确定。

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