テンプレート引数を式パラメータにしたとき

TMPの練習にと、FizzBuzzしたり素数並べたりしてるとこで

template<int N, int D = N - 1> struct Test

っていう形に出会った。パッと見第2引数が常にN - 1になるかと思ったが、実はそうではなかった。

テンプレートの第2引数に何も指定されていなければD=N - 1になり、何か引数が与えらていればDはその値になるようだ。

例えば以下のコードの出力は
9
5
10
 になる。

#include <iostream>

template<int N, int D = N - 1> struct Test{
    Test(){
        std::cout << D << std::endl;
    }
};

template<int N> struct Test<N, 1>{
    Test(){
        std::cout << N << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Test<10>();
    Test<10, 5>();
    Test<10, 1>();
}

ちなみに3つ目は部分特殊化

テンプレートメタプログラミングが難しい

Effective C++を読んでいたら最後の法でテンプレートメタプログラミング（TMP)というのが出てきました。

以下の階乗を計算するプログラムがTMPの初歩的なプログラムらしいです。

#include <iostream>

template<unsigned n>
struct  Factorial {
    enum { value = n * Factorial<n - 1>::value };
};

template<>
struct  Factorial<0> {
    enum { value = 1 };
};

int main()
{
    std::cout << Factorial<5>::value << std::endl;
    std::cout << Factorial<10>::value << std::endl;
    getchar();

}

このコードを見てよくわからなかったのは

・enumってなんか意味あるの？
・Factorialっていつ計算されるの？

でした。

enumってなんか意味あるの？ 

enumハックというやつらしいです。コンパイル時にクラス内で定数が必要になるときに使うそうです。

static const unsigned value = n * Factorial<n - 1>::value;

と書いても動きましたが、こっちはコンパイラによってはエラーになるらしい。

Factorialっていつ計算されるの？

コンパイル時にされる。普通に本文に書いてあったのですが、文章ってあまり頭に入ってこないですね。コード見たときになんやこれ、って思って悩んでしまいました。
TMPでは、このような静的な計算がコンパイル時に行われるため、計算が高速化するらしいです。


ほかにTMPの効用としては

エラーがコンパイル時にみつかる

たとえば Factorial<20> とかにすると値が大きくなりすぎてエラーをはく

TMPはチューリング完全であることが証明されている

要はどんな計算でもTMPで書けることが保障されているらしい・・・



しかし、実際どうやってTMPで書いていったらいいかわからんです