为什么参数匹配适用于非模板版本，但不适用于模板版本？

Question

考虑这个非常简单的例子，我有模板包装类，其中定义了运算符：

template <class T>
struct W {
   W(const T&) {}
};
template <class T> 
T operator + (const W<T>& w1, const W<T>& w2) { return T(); }

这令人惊讶地无法匹配包装类型，来自 gcc4.5.1 的简​​单错误无法找到operator + (A,A)：

struct A {};
int main() {
  A a1, a2;
  A a3 = a1 + a2;
}

我试图通过测试非模板包装器来找到原因，但是这个版本有效：

struct A {};
struct WA {
   WA(const A&) {}
}; 
A operator + (const WA& w1, const WA& w2) { return A(); }
int main() {
  A a1, a2;
  A a3 = a1 + a2;
}

这种参数匹配差异的原因是什么，如何使模板版本有效？

[更新]

我考虑了您的回答，并将示例更改为稍微相反的方式，但结果仍然相同 - 模板版本抱怨缺少运算符 +，而非模板工作正常。现在我有明确的强制转换运算符到明确的包装类：

模板版本

template <class T>
struct W {
};
template <class T> 
T operator + (const W<T>& w1, const W<T>& w2) { return T(); }

struct A {
 operator W<A>() const { return W<A>(); }
};

不是模板

struct WA {
}; 
struct A {
 operator WA() const { return WA(); }
};

A operator + (const WA& w1, const WA& w2) { return A(); }

我试图避免这种解决方案：

A a3 = W(a1) + W(a2);

没有希望这样做？

A a3 = a1 + a2;

Answer 1

模板参数推导出现在重载决议之前。但是模板参数推导不考虑隐式转换，所以你的模板化运算符甚至不会被考虑。

仅在选择重载后应用隐式转换。

不过你可以说A a3 = W(a1) + W(a2);。

Answer 2

您的第一个示例失败了，因为标准规定它必须使用模板失败。与参数相关的名称查找存在潜在问题，而模板加剧了这些问题。解决此问题的一种方法是从此类查找中排除模板，除非您明确说明模板的使用。以下是 C++03 标准第 14.8.1 节第 6 段的相关文本：

对于简单的函数名，即使函数名在调用范围内不可见，参数相关查找 (3.4.2) 也适用。这是因为调用仍然具有函数调用 (3.4.1) 的语法形式。但是，当使用具有显式模板参数的函数模板时，调用不具有正确的语法形式，除非在调用点存在具有该名称的函数模板可见。如果没有这样的名称可见，则该调用在语法上不是格式正确的，并且不适用依赖于参数的查找。如果某些此类名称可见，则应用依赖于参数的查找，并且可能会在其他命名空间中找到其他函数模板。

更新：
该问题已使用附加信息进行了编辑。

我试图避免这种解决方案：
A a3 = W(a1) + W(a2);

您究竟为什么要避免这种情况？你的这段代码违反了两个关键的编程规则。

1. 编写代码，就好像下一个维护代码的人是一个知道你住在哪里的杀人狂一样。
2. 最小惊讶原则。

即使您的非模板版本也违反了这些规则。您通过（隐藏）转换为不相关的类W 来计算a1+a2，其中operator+ 返回A 而不是W。这不是最不惊讶的原则。至少可以说，这令人惊讶。 您为什么不认为明确转化是一种更好的方法？

依赖于参数的查找是一个非常强大的工具，但有很多与此功能相关的问题。将 ADL 与自动类型转换结合起来，问题就会放大。将它与自动类型转换和模板结合起来，你就会一团糟。标准委员会决定足够了。除非您明确转换，否则您无法做您想做的事情。