用右值初始化左值引用答案

【问题标题】：Initializing lvalue reference with rvalue用右值初始化左值引用
【发布时间】：2015-03-08 21:41:38
【问题描述】：

我用 gcc/clang 构建了这段代码，得到了不同的结果：

#include <iostream>
#include <sstream>

int main() {
    std::istream& is = 1 ? std::move(std::stringstream("")) : std::cin;
}

为什么 gcc 允许使用右值 (std::stringstream("")) 初始化左值引用？
为什么 clang 会尝试调用复制构造函数？

gcc 4.9.1

没有错误

叮当声 3.4

prog.cc:5:63: error: call to implicitly-deleted copy constructor of 'istream' (aka 'basic_istream<char>')
    std::istream& is = 1 ? std::move(std::stringstream("")) : std::cin;
                                                             ^~~~~~~~
/usr/local/libcxx-3.4/include/c++/v1/istream:185:5: note: copy constructor is implicitly deleted because 'basic_istream<char, std::__1::char_traits<char> >' has a user-declared move constructor
   basic_istream(basic_istream&& __rhs);
   ^
prog.cc:5:28: error: calling a protected constructor of class 'std::__1::basic_istream<char, std::__1::char_traits<char> >'
   std::istream& is = 1 ? std::move(std::stringstream("")) : std::cin;
                          ^
/usr/local/libcxx-3.4/include/c++/v1/istream:185:5: note: declared protected here
   basic_istream(basic_istream&& __rhs);
   ^
prog.cc:5:28: error: calling a protected constructor of class 'std::__1::basic_istream<char, std::__1::char_traits<char> >'
   std::istream& is = 1 ? std::move(std::stringstream("")) : std::cin;
                          ^
/usr/local/libcxx-3.4/include/c++/v1/istream:185:5: note: declared protected here
   basic_istream(basic_istream&& __rhs);
   ^

【问题讨论】：

我知道clang在做什么，而且是正确的。我不知道 GCC 在做什么。
似乎是混淆 GCC 的 std::move。没有它，它将给出适当的错误。这很奇怪，因为 std::move 在这里实际上是多余的。

标签： c++ c++11 gcc clang

【解决方案1】：

GCC 的行为是一个错误，它是been fixed on trunk。叮当是正确的。这是一个混乱的情况，因为条件运算符的第二个和第三个操作数有混合值类别：

std::move(std::stringstream("")) 是 std::stringstream 类型的 xvalue^*；
std::cin 是 std::istream 类型的左值。

相关标准报价 (§5.16 [expr.cond]/p3-6) 可在this answer 中找到。太长了，我真的不想复制它。我将概述它是如何应用于此代码的：

显然，无论值类别如何，std::istream 都无法以任何方式转换为匹配 std::stringstream；
鉴于引用必须直接绑定到左值的约束，std::stringstream 类型的 xvalue 无法转换为类型“对 std::istream 的左值引用” - 这里没有要绑定的引用的左值；
std::istream 是 std::stringstream 的基类，因此根据 p3 的第 3 个项目符号，std::stringstream 类型的 xvalue 可以并且将通过复制初始化转换为 std::istream 类型的临时纯右值，它替换原来的操作数以供进一步分析。
现在第二个操作数是 std::istream 类型的纯右值，第三个操作数是 std::istream 类型的左值，它们具有不同的值类别，因此 p4 不适用。
因此结果是每个 p5 的纯右值。由于它们具有相同的类型，因此不执行 p5 中指定的重载决议，并继续执行 p6。
p6 中适用的项目符号是

第二个和第三个操作数的类型相同；结果是那种。如果操作数具有类类型，则结果是纯右值结果类型的临时值，它是从任一复制初始化的第二个操作数或第三个操作数取决于第一个操作数。

因此它从转换后的第一个操作数或第二个操作数 (std::cin) 复制初始化结果（这是一个临时纯右值）。

因此出现错误：

从左值 (std::cin) 复制初始化纯右值 std::istream 结果将使用复制构造函数，并且无法复制流。
从std::stringstream xvalue 复制初始化第二个操作数的临时右值std::istream 是一个移动，但std::istream 的移动构造函数受到保护。

_{^* 有关术语（左值、xvalue、prvalue 等），请参阅What are rvalues, lvalues, xvalues, glvalues, and prvalues?}

【讨论】：