为何代码在MSVC C++20正常运行，MinGW GCC C++2a下报错？

问题描述 #

以下代码在MSVC C++20环境可正常编译运行，但使用g++ -std=c++2a编译时触发错误，且仅当传入nullopt值时出错，传入正常字符串则运行正常：

#define log(x) std::cout << x
using namespace std;

template<typename T> 
void print(optional<T> c) 
{ 
   log(c.value_or("Input was std::nullopt")); 
}

template<typename T1, typename... T2> 
void print(optional<T1> c, optional<T2...> cs) 
{ 
   log(c.value_or("Input was std::nullopt")); print(cs...); 
}

int main() {
    optional<string> val(nullopt);
    print(val);
    return 1;
}

编译错误信息：

error: expansion pattern 'cs' contains no argument packs
void print(optional c, optional<T2...> cs) { log(c.value_or("Input was std::nullopt")); print(cs...); }

问题原因 #

1. 调用print(val)时，GCC的模板推导机制会同时尝试匹配单参数版本和可变参数版本的print函数。
2. 可变参数版本的参数列表optional<T1> c, optional<T2...> cs存在语法错误：optional仅接受单个模板参数，当T2...为空参数包时，optional<T2...>是非法写法。
3. MSVC的模板推导规则相对宽松，优先匹配了单参数版本；而GCC在推导时错误地尝试将T2...推导为空，触发了上述错误。
4. 传入正常字符串时，GCC的模板推导优先级或匹配规则发生变化，正确选择了单参数版本，因此未报错。

解决方案 #

修改可变参数版本的函数签名，将optional<T2...> cs改为optional<T2>... cs，让参数包对应多个optional类型的参数，而非将参数包放在optional的模板参数中：

#define log(x) std::cout << x
using namespace std;

template<typename T> 
void print(optional<T> c) 
{ 
   log(c.value_or("Input was std::nullopt")); 
}

template<typename T1, typename... T2> 
void print(optional<T1> c, optional<T2>... cs) 
{ 
   log(c.value_or("Input was std::nullopt")); print(cs...); 
}

int main() {
    optional<string> val(nullopt);
    print(val);
    return 1;
}

修改后，可变参数版本接受第一个optional<T1>参数，后续可跟随任意数量的optional类型参数，参数包T2...能被正确展开，GCC和MSVC均可正常编译运行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user13455484