为何C++20允许将模板用作非类型模板参数？

我发现自C++20起，将模板实例用作非类型模板参数的“类型”是被允许的，示例代码如下：

template< typename T >
struct LiteralType {
    T a, b, c;
};

template< LiteralType t >
struct S {
    static constexpr auto value = t;
};

auto f() {
    return S< LiteralType< int >{} >::value;
}

我的疑问是：

• 为什么这种写法是被允许的？
• 直观上LiteralType的每个实例化都是字面类型（或结构类型），但标准中哪里有正式规定？
• 粗略查阅标准草案[temp.param]p6部分后，发现里面说仅允许“类型”作为非类型模板参数，而非模板，这似乎和示例矛盾？

核心解释 #

你这里的写法并不是把模板作为非类型模板参数的类型，而是利用了C++20引入的类模板实参推导（CTAD），用类模板名作为占位符，让编译器推导出具体的实例化类型（也就是LiteralType<int>这种具体类类型），最终作为非类型模板参数的类型。

一、合法性的来源 #

在template< LiteralType t >的声明中，LiteralType并非直接作为模板使用，而是触发了CTAD：编译器会根据传入的模板实参LiteralType<int>{}，推导出类模板LiteralType的模板实参为int，从而确定非类型模板参数的实际类型是LiteralType<int>。

这是C++20对非类型模板参数的扩展规则——允许在非类型模板参数的类型位置使用类模板名，只要能通过后续的模板实参推导出具体的实例化类型。

二、标准中的正式依据 #

1. 非类型模板参数的类型要求
   C++20标准在[temp.param]p4中明确，非类型模板参数的类型必须是字面类型（literal type）。而LiteralType<int>完全符合字面类型的定义：

   • 它是聚合类型（aggregate type），且所有成员（int类型的a/b/c）都是字面类型；
   • 根据[basic.types.general]p10，聚合类型属于字面类型的范畴。

2. 类模板名作为非类型模板参数类型的规则
   针对你提到的[temp.param]p6，该条款的完整逻辑是：非类型模板参数的类型必须是一个合法的“类型”，但允许用类模板名作为类型占位符，前提是编译器能通过模板实参推导出具体的实例化类型。这里的“类型”包括推导得到的具体实例化类型，并非禁止使用类模板名来声明参数。

三、关键总结 #

• 代码中的非类型模板参数实际类型是LiteralType<int>，属于合法的字面类型，满足C++20对非类型模板参数的类型要求；
• template< LiteralType t >中的LiteralType是CTAD的占位符，最终会被推导为具体类型，而非直接将模板作为类型；
• 字面类型的定义确保了LiteralType<T>的实例化类型可以在编译期构造、复制，符合非类型模板参数的编译期常量要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mkluwe