在 C++ 中，默认模板参数是一种非常有用的特性，它允许开发者在定义模板时为模板参数提供默认值。这种机制可以简化模板的使用，让开发者在不提供全部模板参数的情况下也能实例化模板。但是，默认模板参数并不是所有类型的模板都支持，特别是在函数模板上，它是不被支持的。下面我将详细解释为什么默认模板参数只允许在类模板上使用。
1. 解析歧义和编译器实现的复杂性
首先，函数模板和类模板在解析时有一定的不同。对于类模板，模板参数在类被实例化时就必须完全确定。这让编译器有足够的信息在处理默认模板参数时进行有效的推断和匹配。
比如，下面是一个使用默认模板参数的类模板例子：
template<typename T = int> class Example { public: T value; }; Example<> example; // 使用默认类型 int Example<double> example2; // 明确指定类型 double
在这个例子中，Example<> 的实例化非常直观，编译器可以轻易地推断出 T 的类型为默认的 int。
而对于函数模板，情况则更复杂。函数模板的参数可以在调用时由实参推导，这增加了编译器的推导负担。如果允许函数模板参数有默认值，那么在函数重载解析和模板参数推导时将面临更多的歧义和复杂性。
2. 函数模板的重载和模板参数的推导
在函数模板中使用默认模板参数可能会引起调用歧义，特别是在存在多个重载函数时。考虑如下例子：
template<typename T = int> void func(T t); template<typename T> void func(T* t);
如果调用 func(nullptr)，编译器就难以判断应该选择哪一个版本的 func，因为 nullptr 可以被推导为 int*（第二个模板的实例化），也可以直接使用默认参数 int（第一个模板的实例化）。
3. 语言设计哲学
C++的设计哲学之一是尽量保持简单（尽管C++本身是一个非常复杂的语言）。在函数模板中引入默认模板参数增加的复杂性和潜在的错误可能性被认为是不值得的，特别是考虑到有其他方法（比如函数重载）可以达到相似的效果。
结论
综上所述，由于解析的复杂性、潜在的调用歧义以及设计哲学的原因，C++标准决定只在类模板上允许使用默认模板参数。这种限制帮助保持了语言的一致性和实现的简洁性，同时也避免了可能的错误和混淆。在实际开发中，我们可以通过其他方式（如重载、特化等）来解决函数模板中可能需要默认参数的情况。在 C++ 中，模板是一种强大的功能，它允许程序员编写代码来处理任意类型的数据。模板可以用于类和函数，以实现通用编程。默认模板参数是模板编程中的一种特性，它允许程序员为模板参数提供默认值。这样，如果在模板实例化时没有指定某些参数，就会自动使用默认值。
为什么默认模板参数只允许在类模板上使用？
首先，我们需要明确一个误区：默认模板参数不仅仅允许在类模板上使用，它们同样可以用在函数模板上。但是，对于函数模板来说，存在一些限制和复杂性，这可能是造成这种误解的原因。
类模板和默认模板参数
类模板允许使用默认模板参数，这使得类模板的实例化更加灵活。例如，考虑以下类模板：
template <class T = int, class Allocator = std::allocator<T>> class Vector { // 类实现 };
在这个例子中，Vector 类模板有两个模板参数：T 和 Allocator。如果在创建 Vector 的实例时没有指定这些参数，它们将默认为 int 和 std::allocator<int>。
这种做法的优点是提高了代码的复用性和灵活性。用户可以只根据需要指定某些参数，而不必每次都指定所有参数。
函数模板和默认模板参数
对于函数模板，也可以使用默认模板参数。然而，函数模板的参数推导比类模板更加复杂。当函数模板被调用时，编译器需要从函数的实参推导出模板参数的具体类型。如果函数模板有默认模板参数，那么在参数推导过程中可能会产生歧义或不明确的情况。
例如，考虑以下函数模板：
template <typename T = int> void foo(T t = T()) { // 函数实现 }
这里的 foo 函数可以在不传任何参数的情况下调用，此时 T 默认为 int，也可以传入其他类型的参数。但是，如果存在多个函数模板或函数重载，编译器在解析调用时可能会遇到困难，因为有多个候选函数满足调用条件。
总结
虽然默认模板参数在类模板和函数模板中都是允许的，但在函数模板中使用时，需要格外注意可能出现的复杂性和歧义问题。在设计接口时，如果能通过简化模板参数、清晰地定义函数重载等方式避免这些问题，将有助于提高代码的可维护性和稳定性。在实际应用中，灵活运用这些特性，可以根据具体需求和场景作出合适的选择。