C++变参非类型模板参数场景下为何需要定义主模板？

1. 核心原因：你的原始代码定义的是偏特化，而非主模板 #

你写的如下代码语法上属于类模板的偏特化定义，不是主模板定义：

#include <array>
#include <type_traits>
template<typename T, int head_size, int... tail_sizes>
struct yarray<T, head_size, tail_sizes...> : public  std::conditional_t<sizeof...(tail_sizes) == 0, 
    std::array<T, head_size>,
    std::array<yarray<T, tail_sizes...>, head_size>>
{};

C++标准明确要求：所有的偏特化、全特化都必须依附于一个已经提前声明的主模板存在，不能独立定义。没有主模板的情况下，编译器根本不知道yarray是一个类模板，也无法识别你写的<T, head_size, tail_sizes...>后缀对应的模板参数规则，所以直接抛出yarray is not a class template的编译错误。这是语法层面的硬性要求，和你后续的递归逻辑会不会用到空参数包实例没有关系。

2. 关于“递归不会触碰空变参包”的误区 #

你代码里的递归逻辑确实在tail_sizes为空时会终止，不会实例化参数为空的yarray<T>，因此你提供的空主模板永远不会被实际实例化使用。但这不代表主模板可以省略：编译器处理模板的顺序是先识别主模板的参数规则，再匹配对应的偏特化实现，哪怕主模板本身永远不会被实例化，它的声明是编译器识别后续偏特化的必要前提。
举个更简单的同类例子：如果你想写一个针对int类型的模板特化，必须先声明主模板，否则代码直接语法错误：

// 必须先有主模板声明，下面的特化才合法
template<typename T>
struct A;

// 偏特化/全特化不能脱离主模板存在
template<>
struct A<int> {
    int val;
};

你遇到的问题和上面这个例子的本质完全一致。

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