C で `std::string` を型以外のテンプレート パラメーターにできないのはなぜですか?

なぜ std::string を非型テンプレート パラメーターとして使用できないのですか?

C では、非型テンプレート パラメーター汎用プログラミングにおいて重要な役割を果たします。ただし、定数整数式である必要があるという特定の要件があります。この制限は、いくつかの理由から不可欠です。

主な理由の 1 つは、非型テンプレート パラメーターの性質に由来します。これらは、テンプレートのインスタンス化中にパラメーターを指定するために使用され、コンパイラーが指定された値に基づいてテンプレートの特殊なバージョンを生成できるようにします。このプロセスはコンパイル時に発生するため、型以外のテンプレート パラメーターの値は既知であり、コンパイル全体を通じて一定である必要があります。

ただし、std::string のような型はこの要件を満たしません。これらは定数整数式ではないため、実行時に変更できます。これらを非型テンプレート パラメーターとして許可すると、インスタンス化後にパラメーターの値が変更される可能性がある状況が発生します。これには、実行時に新しいテンプレート インスタンスを生成する必要がありますが、C テンプレート システム内では実現できません。

C 標準では、セクション 14.1 [temp.param] で非型テンプレート パラメーターに許容される型を明示的に定義しています。 p4.このセクションによると、型以外のテンプレート パラメーターは次の型のみにすることができます:

• 整数型または列挙型
• オブジェクトへのポインターまたは関数へのポインター
• 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
• へのポインタmember
• std::nullptr_t

これらの型は、定数でありコンパイル時に既知であるという要件を満たしており、コンパイル プロセス全体を通じてテンプレート インスタンスの一貫した生成が保証されます。型以外のテンプレート パラメーターをこれらの特定の型に制限することで、C は汎用プログラミングの効率と柔軟性を維持します。

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