概要
C++14まで、以下のように書いていた「指定された型の定数を受け取る」意図の非型テンプレートパラメータ(non-type template parameter)だが、
template <class T, T V>
struct X;
X<int, 3>;
C++17ではこの用途のためのシンタックスシュガー(糖衣構文、syntactic sugar)が導入され、テンプレートパラメータをautoにして値を受け取ることができるようになった。
template <auto X>
struct A {};
A<3>; // OK
A<true>; // OK
A<'a'>; // OK
A<3.14>; // コンパイルエラー (浮動小数点数は渡せない)
テンプレートの中では、decltypeを使用すればXの型を取得できる。
このautoは、変数宣言のautoと同じくプレースホルダーという扱いになる。そのため、template <auto* P>やtemplate <auto& R>のような推論補助もできる。また、autoの代わりにdecltype(auto)を使うこともできる。
仕様
n4659 [temp.param]/4より
型ではないテンプレートパラメータは、次の型(cv 修飾されていてもかまわない)のうちの1つを持たなければならない：
- 整数型または列挙型
- オブジェクトへのポインタまたは関数へのポインタ
- オブジェクトへの左辺値参照または関数への左辺値参照
- メンバへのポインタ
std::nullptr_t- プレースホルダ型を含む型 <-- この行が追加された
なお、[temp.param]/4 は C++20 で変更予定である。Working Draft, Standardを参照。
この他にも変更点が多くある。P0127R2 Declaring non-type template arguments with autoを参照。
例
#include <type_traits>
template <auto* X>
struct A {
using type = decltype(X);
};
int main()
{
constexpr int* p = nullptr;
static_assert(std::is_same<A<p>::type, int*>{});
}
出力
この機能が必要になった背景・経緯
以下、P0127R1 Declaring non-type template arguments with autoより引用した。
この提案では、autoプレースホルダ型指定子を使用して型でないテンプレートパラメータを宣言できるようにすることを提案する。望ましい効果は、同様の構文が総称ラムダに対して機能するのと同じように、対応する型ではないテンプレート引数の型が自動的に推定されることである。
現在、型ではないテンプレートパラメータの型を明示的に指定しなければならない。これは、任意の型の定数引数を取ることを意図したテンプレートを書くときに不必要な冗長性と柔軟性の低下を招く。
template <typename T, T v> struct S { }; // 定義
S<decltype(x), x> s; // インスタンス化
この例では、decltypeを使用して、xの型と値の両方をSに渡す前に、xの型（コンパイル時定数）を取得する。目的は、xの型を別のテンプレート引数として渡す必要がないようにSの宣言を変更できるようにすることである。これにより、次のようなより簡単なインスタンス化が可能になる。
S<x> s; // desired instantiation
これは、テンプレートパラメータリストでautoキーワードを使用できるようにすることで実現できる。
template <auto v> struct S; // type of v is deduced