初めてテンプレートメタプログラミングに触れてみた

初めてテンプレートメタプログラミングというものに触れた。 正直今でも何が起こっているのかは理解できてない。 以下はテンプレートメタプログラミングで整数の整数乗を求めるプログラム。 尚、型は全てint。

#include <iostream>

// default
template< int base, int iexp, bool = iexp >= 0 >
struct Pow{
	// fallback for iexp < 0
	static const int value = 0;
};

// specialization for iexp >= 0
template< int base, int iexp >
struct Pow< base, iexp, true >{
	// base ^ iexp = base * base ^ ( iexp - 1 )
	static const int value = base * Pow< base, iexp - 1 >::value;
};

// specialization for iexp == 0
template< int base >
struct Pow< base, 0, true >{
	// base ^ 0 = 1
	static const int value = 1;
};

int main( void ){
	std::cout << "2 ^ -2 = " << Pow< 2, -2 >::value << std::endl;
	std::cout << "2 ^ -1 = " << Pow< 2, -1 >::value << std::endl;
	std::cout << "2 ^  0 = " << Pow< 2,  0 >::value << std::endl;
	std::cout << "2 ^  1 = " << Pow< 2,  1 >::value << std::endl;
	std::cout << "2 ^  2 = " << Pow< 2,  2 >::value << std::endl;

	return 0;
}

コンパイル時定数では浮動小数点実数は扱えない(constexpr等の例外を除く)らしい(嘘をついているかも)ので、 扱う変数valueの型はstatic const int型としている。

そのため、負数乗は全て0とした。 iexpが0未満の時は全てデフォルトの定義になる。

0乗は1、自然数乗は再帰を行うように定義している。

よく分かっていないのは bool = iexp >= 0 という式。 型だけ書いて変数名(識別子)を書かないのはテンプレートだから許されるのだろうか。 おそらく、関数のプロトタイプ宣言をする時に、形名だけを書くのと似たようなものだろうと思っている。 どちらも同じ「引数」だし。

あと、2つ目の定義と3つ目の定義のどちらを使用するのかをコンパイラがどうやって決めているのかもよく分かんない。 C++怖い。

あ、間違いあったら教えて下さい。

2013.12.16追記 ※constexprが使える環境ならconstexprを使うべきと思われる。
このコードはMSVC++2008で書いたのでconstexprは使えなかった。