为何带非类型模板参数的类与函数模板空参数包实例化行为不同？

我编写了如下程序，其中包含均带有非类型模板参数的函数模板与类模板。尝试向类模板传递空类型参数包时会报错，但函数模板可正常运行。

template<int = 42>
struct Class {};

template <int = 42>
void Function() {}

template<typename... Args>
void test() {
    static_assert(sizeof...(Args) == 0);
    Class<Args...>{};                     // error
    Function<Args...>();                  // ok
}

GCC对Class<Args...>{};行的报错信息为：

error: type/value mismatch at argument 1 in template parameter list for 'template<int <anonymous> > struct Class'
   11 |     Class<Args...>{};
      |                  ^
note:   expected a constant of type 'int', got 'Args'
note: so any instantiation with a non-empty parameter pack would be ill-formed

请问：为何Class<Args...>{}被编译器拒绝，而Function<Args...>()可正常通过？为何函数模板与类模板在此场景下的表现存在差异？

解答 #

核心原因：类模板与函数模板的模板实参补全规则不同

1. 类模板的空参数包展开限制

类模板实例化时，即便模板参数带有默认值，也不允许通过空的模板实参列表（或空参数包展开后的空列表）来触发默认参数。当Args...是空包时，Class<Args...>等价于Class<>，这在C++语法中是非法的——编译器会认为你没有传递任何模板实参，但Class要求接收一个int类型的非类型参数（哪怕用默认值），空列表无法触发默认参数的补全，直接导致类型不匹配错误。

2. 函数模板的空参数包展开兼容逻辑

函数模板的模板实参处理更灵活：当Args...是空包时，Function<Args...>()等价于不指定任何显式模板实参的调用。此时编译器会自动使用函数模板的默认模板参数（int = 42）来补全，最终实例化为Function<42>()，完全符合语法要求。函数模板允许显式传递空的模板实参列表，编译器会自动填充默认值。

差异总结

• 类模板：显式指定模板实参列表时，必须提供足够的实参数量（或通过类模板实参推导隐式生成），空参数包展开后的空列表无法触发默认参数补全。
• 函数模板：显式传递空的模板实参列表（或空包展开结果）时，编译器会自动使用默认模板参数补全，等价于无显式实参的调用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bob liao