显式转换模板非类型参数时出错答案

【问题标题】：Error when explicitly converting a template non-type parameter显式转换模板非类型参数时出错
【发布时间】：2015-09-25 18:51:55
【问题描述】：

考虑代码：

class Base{};
class Derived: public Base{};

template<Base& b> // references (and pointers) can be used as non-types
void f(){}

int main()
{
    Derived d;
    // f(d); // Error, template type must match exactly
    f<(Base&)d>(); // Error here, why?!
}

我理解注释调用失败的原因：模板类型必须完全匹配。但是，我尝试在第二次调用中进行强制转换，并收到此错误（gcc5.2）：

错误：“d”不是“Base&”类型的有效模板参数，因为它不是具有外部链接的对象

如果我将Derived d; 设为全局，则会出现同样的错误。 clang 更有帮助，说

...注意：候选模板被忽略：显式指定无效模板参数“b”的参数

我的问题是：上面的代码是否合法？如果不是，有什么原因吗？

【问题讨论】：

标签： c++ templates

【解决方案1】：

_{此答案假定 C++11 或更高版本}

这里有两个问题：

1) 非类型模板参数 [temp.arg.nontype]/p1

没有派生到基础的转换

对于引用或指针类型的非类型模板参数，常量表达式的值不应引用（或者对于指针类型，不应是地址）：

——一个子对象（1.8），

2) 对象的地址应该在编译时可用。总结 [temp.arg.nontype]/p1 和 [expr.const]/p5 它应该有static storage duration。

把这两点放在一起，你就会得到下面的编译

class Base{};
class Derived: public Base{};

template<Base& b> // references (and pointers) can be used as non-types
void f(){}

Base obj; // Static storage duration

int main()
{
    f<obj>();
}

Live Example

【讨论】：

【解决方案2】：

来自 [temp.arg.nontype]：

非类型模板参数的模板参数应为转换后的常量表达式（5.20） 模板参数的类型。

这里有两个问题。首先，d 没有链接，因此您不能在常量表达式中引用它。不过，这很容易解决：

Derived d;
int main() {
    f<d>(); // still an error
}

现在，我们还有另一个问题。我们进入下一句：

对于引用或指针类型的非类型模板参数，常量表达式的值不应引用（或对于指针类型，不应是地址）：
(1.1) — 一个子对象 (1.8)，

我们正在尝试引用Derived 的子对象（基类子对象）。无论链接如何，这都是明确不允许的。

【讨论】：