《C++ Templates - The Complete Guide》这本书似乎有矛盾之处答案

【问题标题】：There seems to be a contradiction in the book "C++ Templates - The Complete Guide"《C++ Templates - The Complete Guide》这本书似乎有矛盾之处
【发布时间】：2013-03-04 18:14:43
【问题描述】：

在“C++ 模板 - 完整指南”一书的 2.4 Overloading Function Templates 部分中，您将找到以下示例：

// maximum of two int values
inline int const& max (int const& a, int const& b)
{
    return a < b ? b : a;
}
// maximum of two values of any type
template <typename T>
inline T const& max (T const& a, T const& b)
{
    return a < b ? b : a;
}
// maximum of three values of any type
template <typename T>
inline T const& max (T const& a, T const& b, T const& c)
{
    return max (max(a,b), c);
}
int main()
{
    ::max(7, 42); // calls the nontemplate for two ints (1)
}

然而，在附录 B 的 B.2 简化重载解决方案中，作者指出：

注意重载解析发生在模板参数推导之后，...(2)

根据(2)，::max(7,42)应该通过参数推导调用max<int>。

【问题讨论】：

当在模板参数推导后完成重载决议时，为什么它应该更喜欢另一个呢？在这一点上它们本质上是相同的，但是我认为编译器会选择最适合的那个，并且 AFAIK 更喜欢非模板而不是模板。
为什么（2）暗示max<int>？您已经推导出了模板参数，但您仍然需要解决重载问题，包括非模板函数。

标签： c++ templates template-argument-deduction

【解决方案1】：

如果函数都完全匹配，编译器将在重载解析中优先选择非模板函数，包括cv 限定符。

因此这里会选择非模板，即使模板化的函数本质上是一样的。

编辑：

在标准草案 N3485 中我发现了这个：

13.3.3 最佳可行函数[over.match.best]

鉴于这些定义，如果对于所有参数 i，ICSi(F1) 不是比 ICSi(F2 )，然后

...

——F1 是一个非模板函数，F2 是一个函数模板特化，或者，如果不是这样，

— F1 和 F2 是函数模板特化，根据 14.5.6.2 中描述的偏序规则，F1 的函数模板比 F2 的模板更特化。

...

【讨论】：

13.3.3 [over/match.best] 第 1 段说非模板是更好的匹配

【解决方案2】：

根据(2)，::max(7,42)应该通过参数推导调用max<int>。

没有。想想看，要进行重载解析（也就是选择最佳匹配），编译器首先需要知道所有可用的重载并能够比较它们。注意函数模板本身并不是一个有效的函数，它首先需要被实例化才能创建一个真正的函数。

这意味着，首先，编译器会查看所有名为 max 的函数模板，为每个模板尝试推导模板参数，然后对实例化函数和非模板函数进行重载解析。

这是函数的可视化（为简洁起见，省略了 cv 限定符）：

                    int max(int, int);
template<class Arg> Arg max(Arg, Arg);
template<class Arg> Arg max(Arg, Arg, Arg);

让我们来看看调用::max(7, 42)。

首先，编译器看到有三个候选函数。但是，它不能只将max 的第一个重载与其他两个进行比较——这就像比较苹果和橙子一样。相反，它首先需要从功能模板蓝图中“印出”一个真正的功能。在我们的例子中，这是通过模板参数推导发生的：

int max(int, int); // originally non-template
int max(int, int); // originally template
int max(int, int, int); // not enough arguments, invalid

由于参数/参数计数不匹配而导致第三个重载被抛出，我们只剩下两个了。从重载解决的角度来看，两者都是平等的——但是等等！现在有一条规则说明：

§13.3.3 [over.match.best] p1

[...] 鉴于这些定义，一个可行函数 F1 被定义为比另一个可行函数 F2 更好的函数 if [...]:

F1 是非模板函数，F2 是函数模板特化，

【讨论】：

【解决方案3】：

模板参数推导后发生重载解析

1) inline int const& max (int const& a, int const& b);

和

2) template <>
   inline int const& max (int const& a, int const& b)

在这种情况下 1) 按照 C++ 标准 13.3.3 中的规定调用。 1 (Draft n3092)。

Msdn 也明确说明：

如果非模板函数与模板函数同样匹配，则选择非模板函数

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/s016dfe8%28v=vs.80%29.aspx

【讨论】：

您的答案对于 MS 编译器是正确的。其他人呢？
您应该检查标准的内容，而不是尝试为每个编译器查找参考。 MSVC 遵循标准，如果它们在其他方面同样好匹配，则首选非模板而不是模板。见 13.3.3 [over.match.best] 第 1 段
@JonathanWakely 当然。但实际上我已经添加了对标准的引用。
我接受你的回答，主要是因为这是第一个让我了解这里发生了什么的人。
@log0，嗯，事实上我的评论在你添加参考之前 12 分钟就已经存在了 :)

【解决方案4】：

根据 C++11 标准的第 13.3.3/1 段（“重载决议上下文中的“最佳可行函数”）：

如下定义ICSi(F)：

——如果 F 是静态成员函数，则定义 ICS1 (F) 使得 ICS1 (F) 既不优于也不差于 ICS1 (G) 对于任何函数 G，并且对称地，ICS1 (G) 既不比 ICS1 (F)132 好也不差；否则，

——让 ICSi(F) 表示将列表中的第 i 个参数转换为可行函数 F 的第 i 个参数的类型。 13.3.3.1 定义隐式转换序列和 13.3.3.2 定义了一个隐式转换序列成为更好的转换序列意味着什么或更糟糕的转换顺序。

鉴于这些定义，一个可行函数 F1 被定义为比另一个可行函数更好的函数 F2 如果对于所有参数 i，ICSi(F1) 不是比 ICSi(F2) 更差的转换序列，那么

——对于某些参数 j，ICSj(F1) 是比 ICSj(F2) 更好的转换序列，或者，如果不是这样，

——上下文是用户定义转换的初始化（见 8.5、13.3.1.5 和 13.3.1.6）和从 F1 的返回类型到目标类型的标准转换序列（即，实体被初始化）是比标准转换序列更好的转换序列 F2 的返回类型到目标类型。 [...]

— F1 是非模板函数，F2 是函数模板特化，或者，如果不是，

——F1和F2是函数模板特化，F1的函数模板更加特化根据 14.5.6.2 中描述的部分排序规则，而不是 F2 的模板。

这意味着在重载决议的上下文中，当通过实例化函数模板生成的函数（因此，在类型推导之后）与非模板函数同样好匹配时，非模板函数是首选。

【讨论】：