如何确定函数专业化的主模板？

Question

函数模板专门化的主模板通常很直观，然而，我正在寻找形式规则来理解更令人惊讶的情况。例如：

template <typename T, typename U>
void f(T, U) {}     // (1)

template <typename T>
void f(T, T) {}     // (2)

template <>
void f(int, int) {} // (3); specializes (2), not (1); why?

理论上，（3）也可以是（1）的特化，但实验表明不是。

Answer 1

主题似乎是模板“部分排序”。可以在这里找到一个示例：模板推导中的部分排序过程是什么

Answer 2

让我们重点关注泛型模板（1）和（2）的声明。这是两个不同的模板，例如，（2）不是（1）的特化。好的，现在当我们编写一个专门化时：

template <>
void foo(int, int) {}

在推断要专门化哪个模板时，编译器将识别两个候选模板。然后，它必须选择最合适的。这种选择的过程称为“函数模板的偏序”。所选报价：

当同一函数模板专门化匹配多个重载函数模板时（这通常是模板参数推导的结果），将对重载函数模板执行偏序以选择最佳匹配。

让我们调用匹配模板集。然后，对于S中的每一对（f1，f2），编译器将通过在其类型（对应的非类型）参数上应用伪类型（对应的值）来转换f1。然后它尝试将其与f2匹配。然后它通过变换f2并尝试将其与f1匹配来执行相同的过程。最后，在检查每一对之后，编译器可以确定哪一个模板候选者是最专业的。如果没有做到这一点，编译就会失败。

在我们的例子中，我们有两个匹配的模板，因此我们应用上述过程：

• 转换（1）应用于（2）：表示foo，T=T1，U=T2。尝试匹配（2）：扣除失败
• 转换（2）应用于（1）：foo（T1，T1），当应用于（1）时，它解析为T=T1和U=T1

从这个过程中，编译器推断出（2）比（1）更专业化，您的专业化适用于（2）。当编译器关注于特定调用时，在重载解析期间也会应用相同的过程。

下面是说明所有这些过程的示例（摘自@Yakk的评论）：

template <typename T, typename U>
void f(T, U) { std::cout << "f(1)\n"; }     // f(1)

template <typename T>
void f(T, T) { std::cout << "f(2)\n"; }     // f(2)

template <>
void f(int, int) { std::cout << "f(3)\n"; } // f(3); specializes f(2), not f(1); why?

// Now the same specialization but without any template overload...
template <typename T, typename U>
void g(T, U) { std::cout << "g(1)\n"; }     // g(1)

template <>
void g(int, int) { std::cout << "g(3)\n"; } // g(3); No ambiguity, specializes g(1)

接下来，让我们执行几个调用：

f(1, 1);            // Prints f(3)
f<int>(1, 1);       // Prints f(3)
f<int, int>(1, 1);  // Prints f(1)
f(0.1, 0.2);        // Prints f(2)

g(1, 1);            // Prints g(3)
g<int, int>(1, 1);  // Prints g(3)

所有这些都可以在这里看到——摘自@Yakk的评论。