模板模板参数中省略带默认实参的模板参数是否合法？

先看问题中的代码示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

template <template<typename> typename C, typename T>
void sort(C<T>& c)
{
  std::sort(c.begin(), c.end());
}

void f()
{
  std::vector vi = { 1, 2, 3, 4, 5 };
  ::sort(vi);
}

问题核心 #

std::vector是带有两个模板参数的容器（第二个参数Alloc有默认实参std::allocator<T>），但sort函数的模板模板参数C仅声明了一个模板参数。在C++20标准下，这段代码是否合法？GCC能编译通过，Clang报“no matching function to 'sort'”错误，哪个编译器符合标准？

标准规则解析 #

C++20对模板模板参数的匹配规则做了关键调整：

• 在C++17及更早版本中，模板模板参数的参数数量必须与目标模板的参数数量完全一致，哪怕目标模板的剩余参数有默认实参，也无法匹配。
• C++20引入了前缀匹配规则：如果模板模板参数的参数列表是目标模板参数列表的前缀，且目标模板中超出前缀的参数都带有默认实参，那么两者可以匹配。

对于std::vector来说，它的模板参数列表是<T, Alloc = std::allocator<T>>，sort的模板模板参数C是<T>，属于前者的前缀，且第二个参数有默认值，完全符合C++20的匹配要求。

结论 #

这段代码在C20标准下是合法的，GCC的编译行为符合C20标准，而Clang的报错是未正确实现该C++20特性导致的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Masquue