从std::make_index_sequence推导参数包为何不能用作默认参数

为了尽可能将模板相关实现封装在代码深层，尝试将std::make_index_sequence作为函数默认参数使用，但该写法无法通过编译，无法理解其背后原因。

首先给出无默认参数的可编译示例（注：示例为简化版本，非实际业务使用场景）：

#include <utility>

template <std::size_t... TIndicies>
std::size_t FunctNoDefaultArgs(std::index_sequence<TIndicies...>)
{
    return (TIndicies + ... + 0);
}

int main()
{
    return FunctNoDefaultArgs(std::make_index_sequence<5>{});
}

上述代码可正常编译运行。

基于上述可运行版本，尝试将std::make_index_sequence<5>{}设置为函数默认参数，编写代码如下：

#include <utility>

template <std::size_t... TIndicies>
std::size_t FunctDefaultArgs(std::index_sequence<TIndicies...> = std::make_index_sequence<5>{})
{
    return (TIndicies + ... + 0);
}

int main()
{
    return FunctDefaultArgs();
}

该代码在MSVC、Clang、GCC三类主流编译器下均无法编译通过。

C++函数模板的参数推导规则明确：模板参数推导仅依赖调用处显式传入的实参，默认参数不参与模板参数推导过程。

• 调用无参数版本FunctDefaultArgs()时，编译器首先要完成模板参数推导，但此时没有任何传入实参可以用来确定可变模板参数包TIndicies...的具体值，直接触发推导失败错误。
• 默认参数的匹配、填充发生在模板参数推导完成之后，编译器根本不会走到检查默认参数的步骤，自然也不会从默认值std::make_index_sequence<5>{}反推TIndicies的取值。
• 第一个可编译版本之所以能正常运行，是因为调用时显式传入了std::make_index_sequence<5>{}实参，编译器可以直接从该实参类型推导出TIndicies...为0,1,2,3,4，后续实例化流程不存在阻碍。

如果需要实现「不传参时默认使用长度为5的索引序列」的封装效果，可以通过重载实现，避免默认参数参与模板推导的问题：

#include <utility>

template <std::size_t... TIndicies>
std::size_t FunctImpl(std::index_sequence<TIndicies...>)
{
    return (TIndicies + ... + 0);
}

// 无参重载，内部默认构造长度为5的索引序列
std::size_t FunctDefaultArgs()
{
    return FunctImpl(std::make_index_sequence<5>{});
}

// 带参重载，支持传入自定义长度的索引序列
template <std::size_t... TIndicies>
std::size_t FunctDefaultArgs(std::index_sequence<TIndicies...> seq)
{
    return FunctImpl(seq);
}

int main()
{
    // 不传参默认返回0+1+2+3+4=10
    return FunctDefaultArgs();
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MMYC