为什么这个嵌套的可变参数模板是无效参数？答案

【问题标题】：Why is this nested variadic template an invalid argument?为什么这个嵌套的可变参数模板是无效参数？
【发布时间】：2015-07-29 08:27:58
【问题描述】：

如果我定义一个接受模板参数的struct 模板Bar：

template <template <int,bool,char> class>
struct Bar {};

我可以使用struct 模板实例化它，例如Zod：

template <int,bool,char> struct Zod {};
Bar<Zod> a;

我也可以使用嵌套的struct 模板来实例化它，例如JKL：

struct GHI {
  template <int,bool,char>
  struct JKL {};
};
Bar <GHI::JKL> b;

为什么我不能使用嵌套的可变参数struct 模板（例如DEF）来实例化Bar？：

template <typename ...Ts>
struct ABC {
  template <Ts ...>
  struct DEF {};
};

Bar<ABC<int,bool,char>::DEF> c;

G++ 4.9.2 抱怨类型/值不匹配；而 Clang 3.4.2 的错误报告模板模板参数的模板参数与其对应的模板模板参数不同。

【问题讨论】：

在 gcc 5.1.0 或 clang 3.6.0 上也不能编译，因为它的价值。
@vsoftco ABC<int,bool,char>::DEF<4,true,'c'> foo; 工作。
棘手的部分是DEF 实际上采用了非类型模板参数包。请参阅 [temp.param]/p15 中的示例。
@Barry 我的意思是DEF 在技术上是通过非类型参数包参数化的。并且带有包的模板模板参数与不带包的模板模板参数不匹配。
@AndyProwl 这无关紧要。它仍然是一个参数包，这就是 §14.3.3/3 不允许匹配的原因。

标签： c++ templates c++11 variadic-templates

【解决方案1】：

让我们给 DEF 的参数包起一个名字以便于参考：

template <typename ...Ts>
struct ABC {
  template <Ts ... Values>
  struct DEF {};
};

这里的重点是，通过 [temp.param]/p15，Ts... Valuesboth 是 Ts 的包扩展和参数包 Values 的声明。 p>

如果一个 template-parameter 是 [...] 一个 parameter-declaration 声明一个参数包（8.3.5），那么 template-parameter 是一个模板参数包 (14.5.3)。模板参数包是 parameter-declaration 其类型包含一个或多个未扩展的参数包是包扩展。

由于DEF采用非类型参数包，它与不带包的模板模板参数不匹配（[temp.arg.template]/p3）：

一个 template-argument 匹配一个模板 template-parameter P 当中的每个模板参数 template-argument对应的类模板或别名模板A的template-parameter-list匹配对应的模板 P的template-parameter-list中的参数。两个模板参数如果它们属于同一类型（类型、非类型、模板），则匹配，对于非类型模板参数，它们的类型是等价的（14.5.6.1），而对于模板template-parameter，它们的每一个对应的 模板参数的匹配，递归。当 P 的 template-parameter-list 包含模板参数包（14.5.3）时，模板参数包会匹配零个或多个模板中的参数或模板参数包 A的template-parameter-list与P中的模板参数包的类型和形式相同（忽略那些模板是否参数是模板参数包）。

可以肯定的是，Values 对于包来说是相当奇怪的 - 对于 ABC 的每个特化，Values 必须包含固定数量的参数 - 但在当前规则下它仍然是一个包，所以包的规则申请。

【讨论】：

我想我理解你的解释，但我仍然有不清楚的地方。特别是，您指的是哪些“包装规则”？请注意，您引用的段落的最后一部分是指相反的情况（即，当 parameter 而不是参数是一个包时）。引用的第一部分提到如果相应的模板参数匹配，则模板模板参数匹配模板模板参数，并且它们可以是三种：“类型”、“非类型”和“模板”。我没有看到“packs”的特殊规则，“pack”也不是一种参数
@AndyProwl 对。后半部分表示如果参数中有一个包，它可以匹配参数中的包和非包。默认情况下，如果参数不是包，那么它不能匹配参数中的包，因为没有任何东西说参数中的（非包）模板参数可以匹配参数中的参数包。
使用template<template<int...> class> struct {}; 和Bar<ABC<int,int,int>::DEF> c;，它可以编译。但是他们都必须是ints。因此，在匹配模板模板参数时，编译器似乎会区分模板参数包和 3 个模板参数...

【解决方案2】：

就像巴里之前所说的：

ABC<int,bool,char>::DEF<4,true,'c'> foo

并尝试在此站点Compiler 上使用 Coliru 在线编译器 gcc 5.1 c++14：

#include <iostream>
 template <template <int,bool,char> class>
struct Bar {};
template <int,bool,char> struct Zod {};

Bar<Zod> a;

struct GHI {
  template <int,bool,char>
  struct JKL {};
};

Bar <GHI::JKL> b;

template <template <typename... Ts> class>
struct Base {};
template<typename... Ts>
struct Floor {};
Base<Floor> c;

template <typename... Ts>
struct ABC {
  template <Ts... val>
  struct DEF {};
};
ABC<int,bool,char>::DEF<4,true,'c'> foo;

我搜索了一下，找到了这个模板参数列表。

包扩展可能出现在模板参数列表中：

 template<typename... T> struct value_holder
{
    template<T... Values> // expands to a non-type template parameter 
    struct apply { };     // list, such as <int, char, int(&)[5]>
};

我在运行代码编译器中测试了一些东西： http://en.cppreference.com/w/cpp/language/parameter_pack 但我也在visual studio 2013中找到了这个Ellipses and Variadic Templates： https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn439779.aspx

【讨论】：