非類型模板形參取數組的維數

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我們知道，用模板的時候可以爲他提供兩種類型的模板形參：一種是類型模板形參，一種是非類型模板形參。例如如下聲明：

template<class T>void foo(T t);   //用的類型模板形參
template<class T,int n>void foo(T t);   //用了類型模板形參，同時還用到了非類型模板形參int

      兩者的區別是：對應類型模板形參，編譯器會根據實參（對應模板函數）或者用戶指定類型來實例化對應的模板函數或類型。而非類型模板形參主要是用來在模板函數調用時指定該形參的值。
      非類型模板形參最常用的是用來自動獲取數組的維數。比如，我們給某個函數傳遞一個數組，並在函數內部打印這個數組的值，如果沒有模板，我們的做法就可能是如下這樣：

void print(int r[],int N)
{
    for (int i=0;i<N;++i)
    {
        cout<<r[i]<<",";
    }
    cout<<endl;
}

      因爲我們需要知道數組的維數，所以必須要求用戶傳遞第二個參數作爲維數傳入。

      但是，如果是用非類型模板參數，又該如何用呢？
      我們如果給出如下的方案，並不能完全達到我們的目的：

template<class T,int N>
void print(T r[N])
{
    for (int i=0;i<N;++i)
    {
        cout<<r[i]<<",";
    }
    cout<<endl;
}

因爲如果這樣調用：   

int main(){    
    int ss[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    print(ss);   //或者print<int>(ss);
    return 0;
}

編譯器會抱怨說：“void print(T [N])”: 未能從“int [9]”爲“int [N]”推導 模板 參數”。也就是我們還是得指定N：print<int,9>(ss)才行。如果是這樣，那豈不還不如將維數放到函數的參數裏面了。是不是？

其實，這完全不能怪編譯器或者模板，因爲只要這樣寫就完全可以了：

template<class T,int N>
void print(T (&r)[N])
{
    for (int i=0;i<N;++i)
    {
        cout<<r[i]<<",";
    }
    cout<<endl;
}

      我們就可以直接調用:  

print(ss);    //或者print<int>(ss);

      就可以了。這是爲什麼呢？

      其實原理是很簡單的，如果我們直接將數組名傳給一個函數，數組將退化爲一個指針，所以編譯器自然也就無法用指針來推導維數了。但是我們強調傳的是引用的話，編譯器就明確知道這是一個數組，所以就去推導維數。我們可以給上面的程序加一句打印語句來測試：

template<class T,int N>
void print(T (&r)[N])
{
    cout<<sizeof(r)<<endl;
    for (int i=0;i<N;++i)
    {
        cout<<r[i]<<",";
    }
    cout<<endl;
}
template<class T,int N>
void print1(T r[N])
{
    cout<<sizeof(r)<<endl;
    for (int i=0;i<N;++i)
    {
        cout<<r[i]<<",";
    }
    cout<<endl;
}
int main()
{    
    int ss[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    print(ss);    
    print1<int,9>(ss);    

    return 0;
}

      運行結果如下：
36
1,2,3,4,5,6,7,8,9,
4
1,2,3,4,5,6,7,8,9,

      很明顯可以看出，傳引用的方式他知道是一個數組，所以sizeof是按數組的方式計算的4*9=36.而第二種方式儘管我告訴他維數了，並且打印出結果了，但是絲毫沒有改變編譯器將print1的參數T r[N]視爲一個指針的事實，所以sizeof的值爲4.


      好了，總結一下就是：如果希望用非類型模板形參的方式取數組的維數時，請記住用數組引用的方式作爲形參！