为什么不能将作为常量引用传递给函数的数组的 .size() 用作模板参数？

Question

我似乎无法弄清楚为什么以下代码不起作用：

#include <array>

template <long unsigned int s> void a() {}

template <long unsigned int s> void b(const std::array<int, s>& arr) {
    a<arr.size()>(); // error: no matching function for call to 'a'
}


int main() {
    const std::array<int, 2> arr {{0, 0}};
    a<arr.size()>(); // Works
    b<arr.size()>(arr);
    return 0;
}

GCC 失败并显示以下内容：

test.cpp: In instantiation of ‘void b(const std::array<int, s>&) [with long unsigned int s = 2]’:
test.cpp:13:22:   required from here
test.cpp:6:18: error: no matching function for call to ‘a<(& arr)->std::array<int, 2>::size()>()’
    6 |     a<arr.size()>(); // Doesn't
      |     ~~~~~~~~~~~~~^~
test.cpp:3:37: note: candidate: ‘template<long unsigned int s> void a()’
    3 | template <long unsigned int s> void a() {}
      |                                     ^
test.cpp:3:37: note:   template argument deduction/substitution failed:
test.cpp:6:18: error: ‘arr’ is not a constant expression
    6 |     a<arr.size()>(); // Doesn't
      |     ~~~~~~~~~~~~~^~
test.cpp:6:15: note: in template argument for type ‘long unsigned int’
    6 |     a<arr.size()>(); // Doesn't
      |       ~~~~~~~~^~

我认为‘arr’ is not a constant expression 部分是最相关的，但我不明白为什么同一行在main() 中有效（那里是一个常量表达式吗？），以及为什么将arr 作为const 传递副本（而不是参考）也可以解决问题。

PS：我知道我可以使用a<s>();，但我只是想弄清楚这个错误的含义。

Answer 1

1. 也许在 C++2X 中，它可以与 consteval 函数一起使用。

2. 对于非参考参数有效 https://godbolt.org/z/Wx9va54z5。 我认为无论如何通过值传递std::array 的内置函数是可以的。 （这适用于 GCC 和 clang。）

#include <array>

template <long unsigned int s> void a() {}

template <long unsigned int s> void b(std::array<int, s> arr) {
    a<arr.size()>(); // ok
}

int main() {
    const std::array<int, 2> arr = {};
    a<arr.size()>(); // Works
    b<arr.size()>(arr);
    return 0;
}

1. 要回答@acumandr 评论中的问题，是的，std::array 中的 static 和 constexpr size() 成员函数可以工作（！），即使对于 const& 参数也是如此。 https://godbolt.org/z/anP1e9qEr

更正：这仅适用于 GCC，在 clang 中不起作用 https://godbolt.org/z/65d5G9Yfo，谢谢 @IlCapitano

#include <array>

template<class T, std::size_t D>
struct MyArray{
    static constexpr std::size_t size(){return D;}
};

template <long unsigned int s> void a() {}

template <long unsigned int s> void b(MyArray<int, s> const& arr) {
    a<arr.size()>(); // ok
}

int main() {
    const MyArray<int, 2> arr = {};
    a<arr.size()>(); // Works
    b<arr.size()>(arr);
    return 0;
}

这更加令人费解，为什么 std::array 没有静态（和 constexpr）size 成员。

2.5) 更正：这仅适用于 GCC，在 clang 中不起作用 https://godbolt.org/z/65d5G9Yfo，感谢 @IlCapitano

在clang中，静态函数起作用但不传递实例，这违背了目的：

https://godbolt.org/z/En13aEWPz

#include <array>

template<class T, std::size_t D>
struct MyArray{
    static constexpr std::size_t size(){return D;}
};

template <long unsigned int s> void a() {}

template <long unsigned int s> void b(MyArray<int, s> const& arr) {
    a<std::decay_t<decltype(arr)>::size()>(); // error: no matching function for call to 'a'
}

int main() {
    const MyArray<int, 2> arr = {};
    a<arr.size()>(); // Works
    b<arr.size()>(arr);
    return 0;
}

1. 使用std::tuple_size<decltype(...)>（或s本身）是一个很好的解决方法https://godbolt.org/z/K9xxKa1Px

#include <array>

template <long unsigned int s> void a() {}

template <long unsigned int s> void b(std::array<int, s> arr) {
    a<std::tuple_size<decltype(arr)>::value /*or just s*/>(); // ok
}

int main() {
    const std::array<int, 2> arr = {};
    a<arr.size()>(); // Works
    b<arr.size()>(arr);
    return 0;
}