Указатель как аргумент шаблона непигового типа

Question

При ответе this SO question я нашел в стандарте (уже C++ 03, еще в C++ 11), что вы можете использовать только адреса в качестве аргументов шаблона, отличных от типа, если они есть форма & id-expression (плюс некоторые исключения).

Но я не мог ответить почему это случай.

аргументы

14.3.2 шаблона не-типа [temp.arg.nontype]

Шаблон-аргумент для не-типа, не-шаблон Шаблон-параметр должен быть одним из:

[...]

- константа, выражение (5,19), что обозначает адрес объекта со статическим хранением> продолжительностью и внешней или внутренней связью или функцией с внешней или внутренней связью, в том числе шаблонов функций и шаблон функции -иды, но luding non-static class members, выражает (игнорируя круглые скобки) как & id-выражение, за исключением того, что & может быть опущен, если имя относится к функции или массиву и должно быть опущено, если соответствующий шаблон-параметр является ссылкой; [...]

(n3485, курсив мой)

Пример:

using TFoobar = int (*)(); 
template < TFoobar tp > struct foo_struct{}; 

int foobar() { return 42; } 
constexpr TFoobar pFoobar = &foobar; 

foo_struct < &foobar > o0; // fine 
foo_struct <pFoobar> o1; // ill-formed 

Я предполагаю, что это что-то делать с фазами перевода, а именно компилятор ничего не знает о адресах. Но почему это не разрешено? Должна ли компилятор использовать что-то похожее на макроподстановку, чтобы заменить pFoobar на &foobar?

Answer 1

Рассмотрите классы Foo<&X> и Foo<&Y>, как со статическим элементом int Bar. Линкер должен быть в состоянии определить, имеет ли ваша программа 1 или 2 Bar объектов. Теперь подумайте, что компоновщик также является стороной, наиболее вероятно ответственной за присвоение значений &X и &Y.

Посмотрите на стандарт снова. Как написано, компилятору не нужно связывать фактический адрес с компоновщиком. Вместо этого он передает id-expression. Линкеры уже вполне способны определить, совпадают ли два id-expression, даже до назначения им числового адреса.

Answer 2

1. Он не может быть переменной, поскольку переменные устанавливаются только во время выполнения.
2. Это не может быть constexpr, так как значение адреса не может быть известно во время компиляции; в большинстве случаев он будет исправлен только после перемещения перед исполнением.
3. Теоретически это может быть арифметическое выражение (даже если оно не разрешено в стандарте), но в общем случае адреса элемента массива вы можете просто использовать &arr[i] вместо arr + i.