重载二维vector的operator+时使用std::plus<T>编译报错求助

我在Codewars练习编程时遇到一道矩阵加法题，要求编写函数接收两个N×N整数方阵并返回它们的和。

最初我实现了一维vector的operator+重载，把它当成一维矩阵来处理，代码能正常运行。后来想扩展成二维vector的operator+重载，希望直接用sum = a + b完成矩阵加法，但写的代码编译失败。

我的二维vector重载operator+代码如下：

template <typename T>
std::vector<std::vector<T>> operator+(const std::vector<std::vector<T>>& a, const std::vector<std::vector<T>>& b) {
    /*
     * Add 2-dimensional vectors
     * */
    assert (a.size() == b.size());

    std::vector<std::vector<T>> sum;

    // Allocate memory for 2nd dimension
    size_t dim2size = a.size();
    sum.reserve(dim2size);

    // Allocate memory for 1st dimension
    size_t dim1size = a[0].size();
    for (size_t i=0; i<dim2size; i++)
        sum[i].reserve(dim1size);

    std::transform(
            a.begin(),
            a.end(),
            b.begin(),
            std::back_inserter(sum),
            std::plus<std::vector<T>>()
    );
    return sum;
}

编译报错信息：

/usr/include/c++/14/bits/stl_function.h:190:20: error: no match for
‘operator+’ (operand types are ‘const std::vector’ and ‘const
std::vector’)

朋友建议用lambda表达式[](const std::vector<int>&a, const std::vector<int>& b) {return a+b;}替代std::plus<std::vector<T>>()，但我想知道用std::plus<std::vector<T>>()时出问题的原因是什么？

编译失败的核心问题有两个，跟std::plus的调用逻辑和你写的重载函数的可见性有关：

1. 一维vector的operator+签名不匹配 #

std::plus<std::vector<T>>()的内部实现是直接调用lhs + rhs，这里的lhs和rhs都是const引用类型（const std::vector<T>&）。如果你之前写的一维vector的operator+重载没有用const修饰参数（比如签名是std::vector<T> operator+(std::vector<T>& a, std::vector<T>& b)），编译器就找不到能处理const引用的operator+，直接报“no match for operator+”错误。

2. 参数依赖查找（ADL）的范围限制 #

std::plus是在std命名空间里的模板，当它调用lhs + rhs时，编译器会通过ADL规则，只在std命名空间（因为参数std::vector属于std）和当前函数所在的命名空间里查找operator+。但你写的operator+是全局命名空间的，不在ADL的查找范围内，所以编译器找不到你的重载版本。

而朋友建议的lambda表达式不一样：lambda是在你的重载函数内部定义的，全局命名空间的operator+在这个上下文里是可见的，所以lambda里调用a+b时，能正常找到你写的一维vector的operator+重载。

另外提一句，你的代码里还有个潜在bug：sum.reserve(dim2size)只是预留了内存，但sum的size还是0，此时访问sum[i]会越界，这部分代码应该删掉，std::transform配合std::back_inserter会自动帮你添加元素，不需要手动预分配内层vector的空间。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Asmoox