当模板函数按一定顺序放置时，代码不编译

Question

下面的程序编译成功。

template<typename T>
T sum(T x) {
    return x;
}

template<typename T, typename... Args>
T sum(T x, Args... args) {
    return x + sum(args...);
    
}

int main() {
    sum(1, 2, 3, 4, 5);

}

然而，当我改变模板函数的编写顺序时，它不再编译:

template<typename T, typename... Args>
T sum(T x, Args... args) {
    return x + sum(args...);

}

template<typename T>
T sum(T x) {
    return x;
}

int main() {
    sum(1, 2, 3, 4, 5);

}

为什么会这样？这两个函数不是在main()中调用之前就已经定义好了吗？为什么它们的书写顺序很重要？

Answer 1

你的问题的核心是下面这个问题:当一个函数名，比如< code>sum，出现在一个函数模板中时，它指的是什么函数？

你写道：

这两个函数不是在main()中调用之前就已经定义好了吗？为什么它们的书写顺序很重要？

您似乎有以下期望：当实例化函数模板，并且其中出现函数名称（如 sum）时，编译器会查找到目前为止已声明的所有 sum 重载。因此，根据您的理论，由于 sum 函数模板在 main 中被调用之前不会实例化，因此在这一点上，两个 sum 重载都是可见的，因此对 sum 的递归调用应该同时考虑两个重载，并最终选择一元的重载来终止递归。

然而，如你所见，事实并非如此。如果先声明变量< code>sum，它最终会用一个参数递归调用自身(忽略后面声明的一元< code>sum重载)，然后尝试调用< code>sum()(无参数)，导致编译错误。

因此，在此示例中，当编译器在函数模板中看到对 sum 的调用时，它似乎只查找在调用点已声明的名为 sum 的函数。当您切换顺序时，您这样做是为了使可变参数和永远不能调用一元和。

但实际上，事实要复杂得多。C 标准要求一种俗称“两阶段查找”的行为。这意味着：

< li >当编译器看到函数模板的定义时，它会查找到目前为止已经声明的所有名为< code>sum的函数，并且 < li >当编译器稍后实例化函数模板时，它使用参数相关查找来查找< code>sum的其他重载，而不管它们是在封闭模板之前还是之后声明的。