C++20模板std::span<T>接收C风格数组推导失败问题如何解决？

推导失败是否符合C++标准 #

该推导失败行为完全符合C++标准规范。

• 非模板的size(std::span<int>)函数可以正常调用，是因为参数类型固定，编译器会主动执行用户定义的隐式转换：将C风格数组int[5]隐式构造为std::span<int>对象，因此可以正常匹配。
• 而模板函数template<typename T> size(std::span<T>)推导失败，是因为 C++标准规定函数模板实参推导过程中，不会考虑用户定义的隐式转换。C风格数组传入时，首先会发生数组到指针的退化得到int*，编译器无法通过int*推导出std::span<T>中的模板参数T，也不会尝试调用std::span的构造函数做隐式转换，因此推导失败。

解决方案 #

有多种方案可以让模板化的std::span相关函数正常接收C风格数组参数：

方案1：新增C风格数组的重载转发 #

新增一个接收固定长度数组引用的模板重载，内部显式构造std::span后转发调用：

#include <iostream>
#include <span>
#include <array>
#include <vector>

template<typename T>
size_t size(std::span<T> s)
{
    return s.size();
}

// 新增C风格数组重载
template<typename T, size_t N>
size_t size(T (&arr)[N])
{
    return size(std::span<T>(arr));
}

int main()
{
    std::array arr = {1,2,3,4,5};
    std::vector vec = {1,2,3,4,5};
    auto il = {1,2,3,4,5};
    int c_arr[] = {1,2,3,4,5};
    // 全部可以正常匹配，输出5555
    std::cout << size(arr) << size(vec) << size(il) << size(c_arr);
    return 0;
}

方案2：使用C++20简写函数模板简化实现 #

直接用auto作为参数类型，在函数内部统一构造std::span，不需要额外重载：

#include <span>
#include <utility>

size_t size(auto&& container)
{
    return std::span(std::forward<decltype(container)>(container)).size();
}

方案3：调用时显式构造std::span #

如果不想修改函数实现，可以在调用C风格数组参数时显式构造std::span：

std::cout << size(arr) << size(vec) << size(il) << size(std::span(c_arr));

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ranoiaetep