gcc 和 c++17 的重载解析失败

Question

以下代码无法使用 gcc (9.2) 和 c++17 编译。它确实适用于 clang 和 MSVC，它也适用于 c++14。发生了什么事，谁是对的，是否有简单的解决方法？诉诸 #defineing unordered_set 重载 gcc 但我更喜欢“干净”的解决方案。

#include <unordered_set>
#include <iostream>

struct Stream
{};

template <typename T, typename Alloc, template<typename, typename> class Container>
Stream & operator<< (Stream &stream, const Container<T, Alloc>& container)
{
  std::cout << "container" << std::endl;
  return stream;
}

template <class K, class Hasher, class Keyeq, class Alloc>
Stream & operator<< (Stream &stream, const std::unordered_set<K, Hasher, Keyeq, Alloc> & container)
{
  std::cout << "unordered_set" << std::endl;
  return stream;
}

int main()
{
    Stream t;
    std::unordered_set<int> set;
    t << set;

    return 0;
}

结果：

<source>: In function 'int main()':    
<source>:25:7: error: ambiguous overload for 'operator<<' (operand types are 'Stream' and 'std::unordered_set<int>')    
   25 |     t << set;    
      |     ~ ^~ ~~~    
      |     |    |    
      |     |    std::unordered_set<int>    
      |     Stream    
<source>:8:10: note: candidate: 'Stream& operator<<(Stream&, const Container<T, Alloc>&) [with T = int; Alloc = std::hash<int>; Container = std::unordered_set]'    
    8 | Stream & operator<< (Stream &stream, const Container<T, Alloc>& container)    
      |          ^~~~~~~~    
<source>:15:10: note: candidate: 'Stream& operator<<(Stream&, const std::unordered_set<_Value1, _Hash1, _Pred1, _Alloc1>&) [with K = int; Hasher = std::hash<int>; Keyeq = std::equal_to<int>; Alloc = std::allocator<int>]'    
   15 | Stream & operator<< (Stream &stream, const std::unordered_set<K, Hasher, Keyeq, Alloc> & container)    
      |          ^~~~~~~~    
ASM generation compiler returned: 1    
<source>: In function 'int main()':    
<source>:25:7: error: ambiguous overload for 'operator<<' (operand types are 'Stream' and 'std::unordered_set<int>')    
   25 |     t << set;    
      |     ~ ^~ ~~~    
      |     |    |    
      |     |    std::unordered_set<int>    
      |     Stream    
<source>:8:10: note: candidate: 'Stream& operator<<(Stream&, const Container<T, Alloc>&) [with T = int; Alloc = std::hash<int>; Container = std::unordered_set]'    
    8 | Stream & operator<< (Stream &stream, const Container<T, Alloc>& container)    
      |          ^~~~~~~~    
<source>:15:10: note: candidate: 'Stream& operator<<(Stream&, const std::unordered_set<_Value1, _Hash1, _Pred1, _Alloc1>&) [with K = int; Hasher = std::hash<int>; Keyeq = std::equal_to<int>; Alloc = std::allocator<int>]'    
   15 | Stream & operator<< (Stream &stream, const std::unordered_set<K, Hasher, Keyeq, Alloc> & container)    
      |          ^~~~~~~~    
Execution build compiler returned: 1

https://godbolt.org/z/4dGu6L

Answer 1

gcc 是正确的；这是因为在 C++17 模式下它实现了DR P0522 对CWG 150 的解析，允许在匹配模板模板参数时忽略默认模板参数：

template <template <typename> class> void FD();
template <typename, typename = int> struct SD { /* ... */ };
FD<SD>();  // OK; error before this paper (CWG 150)

其他编译器（尚未）实现 P0522，因此不认为泛型重载是可行的。

鉴于它是可行的，并且根据 C++17 中函数模板的部分排序规则，不能将各自的第二个参数推导出另一个（Container<T, Alloc> 与 std::unordered_set<K, Hasher, Keyeq, Alloc>），因此重载是模糊的。 cmets中mentioned的解决方案是让泛型重载更通用，这样std::unordered_set<K, Hasher, Keyeq, Alloc>就可以推导出来； for example:

template <typename T, class... Ts, template<typename, class...> class Container>
Stream & operator<< (Stream &stream, const Container<T, Ts...>& container)

这里std::unordered_set<K, Hasher, Keyeq, Alloc> 推导出Container<T, Ts...>（带有Container = std::unordered_set、T = K、Ts = {Hasher, Keyeq, Alloc}），因此重载可以部分排序。

这应该适用于 C++14 和 C++17 及更高版本。