将basic_string.h移至自定义命名空间编译出错，为何std中可单模板参数使用？

我正在研究basic_string.h的实现，尝试将其放到自己的独立命名空间中编译，但用GCC 12.1编译器时出现了编译错误，错误信息如下：

basic_string.h: error: wrong number of template arguments (1, should be 3)
operator==(const basic_string<_CharT>& __lhs,

basic_string类的模板定义包含3个参数：

// 21.3  Template class basic_string
template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
class basic_string {
  typedef typename _Alloc::template rebind<_CharT>::other _CharT_alloc_type;
};

但后续的operator==重载中，使用了仅含1个模板参数的basic_string<_CharT>：

template <typename _CharT>
inline typename __gnu_cxx::__enable_if<std::__is_char<_CharT>::__value,
                                       bool>::__type
operator==(const basic_string<_CharT>& __lhs,
           const basic_string<_CharT>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT {
  return (__lhs.size() == __rhs.size() &&
          !std::char_traits<_CharT>::compare(__lhs.data(), __rhs.data(),
                                             __lhs.size()));
}

为什么这段代码在std命名空间中能正常编译，放到我自己的命名空间里就报错？

核心原因是标准库中的std::basic_string带有默认模板参数，而你复制到自己命名空间的basic_string没有添加这些默认参数。

在C++标准中，std::basic_string的完整定义包含默认参数：

template<class CharT, class Traits = std::char_traits<CharT>, class Allocator = std::allocator<CharT>>
class basic_string;

当你只写std::basic_string<_CharT>时，编译器会自动补全后面两个默认参数，等价于std::basic_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>, std::allocator<_CharT>>。

但你自己命名空间里的basic_string模板只声明了3个参数，没有指定默认值，编译器无法推断缺失的_Traits和_Alloc参数，因此会报“模板参数数量不匹配”的错误。

解决方法很简单：给你自己命名空间中的basic_string添加对应的默认模板参数，和标准库的定义保持一致：

template <typename _CharT, typename _Traits = std::char_traits<_CharT>, typename _Alloc = std::allocator<_CharT>>
class basic_string {
  typedef typename _Alloc::template rebind<_CharT>::other _CharT_alloc_type;
};

这样basic_string<_CharT>的写法就能被编译器正确解析，编译错误也就消失了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ruster