关于C++模板与非模板函数重载

本文最后更新于：2022年4月26日下午

前情提要

假如我们需要为QList<T>的某个类型编写特殊的operator==

那就需要考虑是编写普通函数还是模板特化了

模板函数与非模板函数的重载决议步骤

1.为这个函数名建立候选函数集合

与被调用函数名字相同的任意普通函数
任意函数模板实例化，在其中，模板实参推断发现了与调用中所用函数实参相匹配的模板实参

2.确定哪些普通函数是可行的（如果有可行函数的话）。候选集合中的每个模板实例都可行的，因为模板实参推断保证函数可以被调用

3. 如果需要转换来进行调用，根据转换的种类排列可靠函数，记住，调用模板函数实例所允许的转换是有限的

如果只有一个函数可选，就调用这个函数
如果调用有二义性，从可行函数集合中去掉所有函数模板实例

4.重新排列去掉函数模板实例的可行函数

如果只有一个函数可选，就调用这个函数
否则，调用有二义性

问题

template <class T>
class MyList {
public:
    bool operator==(const MyList<T>& l) const {
        return a == l.a;
    }
    bool operator!=(const MyList<T>& l) const {
        return a != l.a;
    }
    T a;
};

bool operator==(const MyList<int>& lhs, const MyList<int>& rhs)
{
    return lhs.a == rhs.a;
}

bool operator!=(const MyList<int>& lhs, const MyList<int>& rhs)
{
    return !(lhs == rhs);
}

int main(void){
    MyList<int> list, list2;
    list == list2;
    list != list2;
}

如上图调用!=运算符会报错

1
2
3

E:\Qt5.14.2\Projects\HelloWorld\hellodialog.cpp:44: error: ambiguous overload for 'operator==' (operand types are 'const MyList<int>' and 'const MyList<int>')
     return !(lhs == rhs);
              ~~~~^~~~~~

也就是类模板的成员函数和普通函数产生二义性（都是完美匹配）

但是你可能说了：函数模板优先级不应该低于普通函数吗，应该调用普通函数才对呀

我也这么认为

但是有没有可能，成员函数operator==不是模板函数呢？

因为唯一的模板适用于指示模板类的类型的

一旦类的类型确定，operator==的参数也就确定了

在类模板作用域中，可以直接使用模板名而不提供实参 —— 《C++ Primer》 P589

即，以下两种皆可

1 2	`bool operator==(const MyList<T>& l) const; bool operator==(const MyList& l) const;`

这就是普通函数

operator==根本不是模板函数

导致模板函数匹配规则不适用

（以上我猜的）

第二点：

1
2
3

E:\Qt5.14.2\Projects\HelloWorld\hellodialog.cpp:64: warning: ISO C++ says that these are ambiguous, even though the worst conversion for the first is better than the worst conversion for the second:
     list == list2;
             ^~~~~

这个是warning，如果按以上分析，此时虽然要经过const转换，这应该也得是二义性错误，为什么此时普通函数更好，不解

正确做法

想要不冲突，最好不要产生模板函数和普通函数的重载

最好进行模板特化

template <>
bool MyList<int>::operator==(const MyList<int>& l) const
{
    return l.a == a;
}
template <>
bool MyList<int>::operator!=(const MyList<int>& l) const
{
    return !(l == *this);
}