如何为模板化函数的函数指针参数设置默认实参？

我有一个模板化函数，唯一的模板参数用于传递函数指针，想给这个参数设置默认实参（指定某个函数），但没达到预期效果。设置默认实参后，省略该参数调用函数会失败，只有写单独的重载才能实现预期行为。能不能只通过默认实参实现需求？

最初尝试的代码如下，其中validator参数的默认实参无效：

template <typename FuncT>
std::string ask_for(size_t arg_index, const std::string & prompt,
                    FuncT validator = Validators::is_not_empty,  // 默认实参无效!
                    std::ostream & os = std::cout);

（Validators是包含可传入该函数的辅助函数的命名空间。）

最后一个参数os的默认实参符合预期；调用ask_for(0, Validators::does_file_exist)时，os会被设为std::cout。但调用ask_for(1, "Please enter something:")时，并未如预期调用带Validators::is_not_empty的版本，而是报错：

error: no matching function for call to 'ask_for(int, const char [64])'
note: candidate: 'template<class FuncT> std::string ask_for(size_t, const std::string&, FuncT, std::ostream&)'
note:   template argument deduction/substitution failed:
note:   couldn't deduce template parameter 'FuncT'

按道理应该能通过给定的默认实参推导模板参数？还是我误解了模板参数默认实参的实现方式？

不过我通过编写单独重载实现了预期行为：

template <typename FuncT>
std::string ask_for(size_t arg_index, const std::string & prompt,
                    FuncT validator,   // 此处无默认实参...
                    std::ostream & os = std::cout);

// ...重载版本调用带所需默认实参的函数
std::string ask_for(size_t arg_index, const std::string & prompt)
{
    return ask_for(arg_index, prompt, Validators::is_not_empty);
}

能否为模板化的函数指针参数设置默认实参，还是必须创建单独重载？通过模板特化或移除模板参数改用特定函数指针是否可行？我希望用默认实参写法提升可读性，但更关注效率。

问题出在模板参数推导的时机：编译器在推导模板参数FuncT时，会优先根据传入的函数实参来推导，而不会先使用参数的默认值反向推导模板参数类型。当你省略validator参数时，编译器没有足够的信息确定FuncT的类型，所以推导失败。

1. 给模板参数设置默认类型 #

你可以直接给模板参数FuncT指定默认类型（对应Validators::is_not_empty的函数指针类型），同时保留函数参数的默认值。这样编译器能明确模板参数的默认类型，无需推导：

// 假设Validators::is_not_empty的签名是bool(const std::string&)
using DefaultValidator = bool(*)(const std::string&);

template <typename FuncT = DefaultValidator>
std::string ask_for(size_t arg_index, const std::string & prompt,
                    FuncT validator = Validators::is_not_empty,
                    std::ostream & os = std::cout);

调用ask_for(1, "Enter input:")时，编译器会自动使用默认的FuncT类型和对应的默认实参，正常编译。

2. 保留重载（当前实现） #

你现在用的重载方式完全可行，而且可读性好。从效率角度看，这种方式和模板默认参数实现没有区别——编译器会在编译期展开模板，重载的函数只是简单转发，不会带来运行时开销。

3. 移除模板，使用固定函数指针类型 #

如果所有验证器函数都符合同一签名（比如都是bool(const std::string&)），可以直接把参数类型固定为该函数指针，设置默认值即可，不需要模板：

using ValidatorFunc = bool(*)(const std::string&);

std::string ask_for(size_t arg_index, const std::string & prompt,
                    ValidatorFunc validator = Validators::is_not_empty,
                    std::ostream & os = std::cout);

这种方式最直接，效率最高（现代编译器对模板优化很好，和固定类型差异极小），但缺点是只能接受符合该签名的函数，灵活性不如模板。

模板特化在这里帮不上忙——特化是针对已有模板参数类型提供特定实现，而你遇到的是模板参数无法推导的问题，特化解决不了推导失败的问题。

• 不能仅通过给模板函数参数设置默认值让编译器推导模板参数，必须给模板参数本身指定默认类型，或者使用重载。
• 重载方式可读性好、效率无损失，是推荐的实现方式。
• 如果验证器签名统一，直接用固定函数指针类型更简单高效。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lily-Heather Crawford