C++取全默认参数函数模板地址时的模板实参推导疑问

问题描述 #

我希望厘清所有模板参数均设置默认值的函数模板的实参推导规则。根据C++20标准第13.10.1节（显式模板实参指定）的相关规定：当取函数地址、使用函数初始化函数引用、构造指向成员函数的指针时，若所有模板参数均可完成推导，则可全部省略模板实参，此时空模板实参列表<>本身也可省略。
但在如下代码片段的第四行中，GCC、MSVC等主流编译器均强制要求必须添加空尖括号<>才可通过编译。请问该现象是编译器不符合标准规范，还是我对规则的理解存在遗漏？

本示例中该问题影响较小，但该疑问产生自实际开发中该问题存在实质影响的场景。

template <typename T = int> void f(T) {}
void (*p)(int) = f;  //ok
auto a = f<>;  //ok
auto b = f; //error, can't deduce

void g() {}
auto c = g; //OK

结论 #

你的理解存在遗漏，编译器的行为完全符合C++标准规范，核心原因如下：

• 标准中提到的可省略空模板实参列表<>的场景，有一个必要前提：存在确定的目标类型，能够完成所有模板参数的推导。比如示例中void (*p)(int) = f;一行，等号左侧是明确的void(*)(int)类型函数指针，编译器可以直接通过目标类型推导出模板参数T=int，满足推导要求，因此可以省略<>直接写f。
• 当使用auto声明变量时，等号左侧没有预先定义的确定目标类型，编译器需要从等号右侧的表达式推导变量类型。此时右侧的函数模板f没有任何可供推导的上下文：理论上f可以实例化为任意T对应的函数实体，即使T设置了默认值int，标准也不要求编译器在无有效推导上下文的场景下，自动套用默认模板参数完成实例化，因此auto b = f;会触发推导失败错误。
• 当你显式写出f<>时，相当于明确告知编译器“使用所有模板参数的默认值完成实例化”，此时不需要额外的推导上下文，因此auto a = f<>;可以正常编译通过。
• 普通函数g不存在模板实例化流程，auto c = g;可以直接取函数地址推导对应的函数指针类型，因此可以正常编译。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user1958486