函数模板和“正常”函数之间奇怪的不一致

Question

我有两个几乎相同的函数（除了其中一个是模板）：

int* bar(const std::variant<int*, std::tuple<float, double>>& t)
{
    return std::get<0>(t);
}

template <typename... Args>
int* foo(const std::variant<int*, std::tuple<Args...>>& t)
{
    return std::get<0>(t);
}

然后，它们是这样使用的：

foo(nullptr);
bar(nullptr);

第二个编译并返回 (int*)nullptr，但第一个没有（在 Visual Studio 2019 中使用 C++17 给出错误 foo: no matching overload found）。为什么？为什么将此函数设为模板会导致它停止编译？

像下面这样使用foo 也无济于事，因此无法推断出Args 可能不是问题：

foo<>(nullptr);

相反，以下方法确实有效：

foo(std::variant<int*, std::tuple<>>(nullptr));

是否有可能以某种方式避免需要写这么长的方式？

Answer 1

显然，如果函数参数的类型依赖于必须推导的模板参数（因为它未在 <...> 中指定），则在将参数传递给该参数时不会应用隐式转换。

Source:

不参与模板实参的函数参数 推论（例如，如果相应的模板参数是明确的 指定) 会隐式转换为 相应的函数参数（如通常的重载 分辨率）。

可以扩展显式指定的模板参数包 如果有附加参数，则通过模板参数推导：

template<class ... Types> void f(Types ... values);
void g() {
  f<int*, float*>(0, 0, 0); // Types = {int*, float*, int}
}

这也解释了为什么foo<>(nullptr); 仍然不起作用。由于编译器试图推断出额外的类型来扩展Args，在这种情况下，foo(nullptr); 和foo<>(nullptr); 之间似乎没有任何区别。

Answer 2

当考虑模板函数时，它只适用于调用时参数类型的完全匹配。这意味着不会进行任何转换（cv 限定符除外）。

在您的情况下，一个简单的解决方法是让函数 catch std::nullptr_t 并将其转发到您的模板。

int* foo(std::nullptr_t) {
    return foo(std::variant<int*, std::tuple<>>{nullptr});
}

Answer 3

我会避免这种结构只是因为关于编译器将如何（如果它甚至完全做到）解决重载的规则非常混乱，以至于如果不查看标准文档，我无法真正告诉你它做了什么, 并且应该避免这样的代码。我会以这种方式强制您想要的重载解决方案：

template <typename... Args>
int *foo(const ::std::variant<int*, ::std::tuple<Args...>> &t)
{
    return ::std::get<0>(t);
}

int *foo(int *ip)
{
    using my_variant = ::std::variant<int *, ::std::tuple<>>;
    return foo(my_variant{ip});
}

template <typename... Args>
int *foo(::std::tuple<Args...> const &t)
{
    using my_variant = ::std::variant<int *, ::std::tuple<Args...>>;
    return foo(my_variant{t});
}

template <typename... Args>
int *foo(::std::tuple<Args...> &&t)
{
    using my_variant = ::std::variant<int *, ::std::tuple<Args...>>;
    return foo(my_variant{::std::move(t)});
}