函数模板的部分排序和非推断上下文在 MSVC 2017 中不起作用答案

【问题标题】：Partial ordering of function templates and non-deduced context not working in MSVC 2017函数模板的部分排序和非推断上下文在 MSVC 2017 中不起作用
【发布时间】：2017-08-19 09:33:23
【问题描述】：

identity 模板是关闭某个（依赖）模板参数的演绎的常用习惯用法，例如允许隐式转换，如下例所示：

#include <iostream>

template<class T>
struct A {};
struct B : public A<int> {};
struct C {
  operator B() { return {}; }
};

template<typename U> struct identity { typedef U type; };

template<class T> using identity_t = typename identity<T>::type;

template<class X>
void test(A<X> arg1, A<X> arg2) {              // #1
  std::cout << "ok1";
}

template<class X>
void test(A<X> arg1, identity_t<A<X>> arg2) {  // #2
  std::cout << "ok2";
}

int main() {
  B a, b;
  C c;
  test(a, b);
  test(b, c);
}

但是不同编译器的结果不一样：Live demo on Godbolt

GCC 6：ok1ok2
clang 5：ok1ok2
MSVC 2017：

27 : <source>(27): error C2668: 'test': ambiguous call to overloaded function
20 : <source>(20): note: could be 'void test<int>(A<int>,A<int>)'
15 : <source>(15): note: or       'void test<int>(A<int>,A<int>)'
27 : <source>(27): note: while trying to match the argument list '(B, B)'

这种错误是有道理的（尽管肯定是 MSVC 中的一个错误），因此我提出了关于为什么以及如何在 GCC 和 clang 中工作的问题：

test(a, b) 如何选择#1 而test(b, c) - #2？至少在test(a, b) 的情况下，它们看起来同样出色。
为什么编译器不抱怨两个签名完全相同的test 实例化？

【问题讨论】：

大约 2。-我猜这是因为“第一个匹配模板获胜”的逻辑。但这并不能解释 1. 根本......
(1.) 它们并不一样好。否则编译器会发出模棱两可的信号。 test(a, b) 将选择 #1，因为 a 和 b 在 is-a 关系中都是 A<X>，而 #1 是完全匹配的。 #2 也是完全匹配的，但需要更多步骤。
昨天在a related question 上，协议好像是MSVC没有完全实现偏序。

标签： c++ c++11 templates

【解决方案1】：

这是MSVC中的一个错误，程序是正确的。

test(a, b)如何选择#1？

对于test(a, b)，重载解析从函数调用中执行参数推导（参见[temp.deduct.call]）：

#1 推导出为void test(A<int>, A<int>)
#2 推导出为void test(A<int>, <non-deduced context>)，然后从arg1 合成arg2 为A<int>，结果：void test(A<int>, A<int>)

有不止一种可行的替代方案，因此流程继续部分排序（请参阅[temp.deduct.partial]）。

部分排序使用 original 模板，尝试将一个模板的每个参数成对地从一个类型推导 ([temp.deduct.type]) 到另一个模板中（在次要之后转换），反之亦然。如果仅在一个方向上成功推演，则将获胜模板选为最专业的。

在嵌套上下文中从类型推导总是失败（范围运算符:: 左侧的任何内容都是嵌套上下文），请参阅[temp.deduct.type]/5：

未推断的上下文是：

— 使用 qualified-id 指定的类型的 nested-name-specifier。

。 . .

所以这意味着#2 在偏序中总是会失败；推论总是失败，反之则总是成功：

从void test(A, typename identity<A>::type)推导出void test(A<T>,A<T>)：P1=A<T>，A1=A，P2=A，A2=A，成功，T=U
从void test(A,A)推导出void test(A<T>, typename identity<A<T>>::type)：P1=A<T>，A1=A，P2=<non-deduced-context>，失败

所以偏序的结果是：使用void test(A<T>,A<T>) (#1) 调用test(a, b)。

test(b, c) 如何选择#2？

对于test(b, c)，不能从C 推导出A<X>（推导过程中不考虑隐式转换），因此#2 是唯一可行的替代方案。 identity_t<A<X>> 被解析在推演到A<int>，因为X 是已知的（从第一个参数推导出来）。

为什么编译器没有抱怨两个签名完全相同的测试实例？

函数声明中引用的模板参数是实例化函数签名的一部分。见[temp.over.link]：

可以重载函数模板，使两个不同的函数模板特化具有相同的类型。

这些特化是不同的功能，不违反单一定义规则。

【讨论】：