面试题：C++函数模板非类型参数常量性在复杂场景的应用

Question

假设你有一个函数模板`template <typename T, int N> void func(T arr[N])`，现在需要在函数模板内部修改`N`的值，应该怎么做？如果无法做到，请说明原因并阐述在这种场景下如何在符合非类型参数常量性要求的前提下实现类似功能。

Answer 1

在C++中，函数模板的非类型参数N是常量表达式，不能在函数模板内部直接修改其值。

原因是：非类型模板参数在编译期就已经确定，它的作用类似于常量，为模板实例化提供了编译期可确定的信息，其值不能在运行时改变。

在符合非类型参数常量性要求的前提下实现类似功能，可以通过以下几种方式：

1. 使用额外的变量

在函数内部定义一个额外的变量来表示需要修改后的值，例如：

template <typename T, int N> 
void func(T arr[N]) {
    int newN = N; // 定义一个新变量，值初始化为N
    // 这里可以对newN进行修改
    // 使用newN进行后续操作
}

2. 重载函数模板

通过重载函数模板，根据不同的条件选择不同的模板实例化，例如：

template <typename T, int N> 
void func(T arr[N]) {
    // 原逻辑
    func(arr, N - 1); // 调用重载版本，传入修改后的值
}

template <typename T, int N> 
void func(T arr[N], int newN) {
    // 新逻辑，使用newN
}

3. 使用类模板和成员函数

利用类模板的成员函数来实现类似功能，在类模板中可以定义成员变量来表示修改后的值，例如：

template <typename T, int N> 
class Helper {
public:
    void func(T arr[N]) {
        int newN = N;
        // 修改newN
        // 使用newN进行操作
    }
};

template <typename T, int N> 
void func(T arr[N]) {
    Helper<T, N> helper;
    helper.func(arr);
}