字符串文字左值和右值引用的函数重载

Question

下面的函数test针对左值空字符串、左值非空字符串和右值字符串进行了重载。我尝试使用 Clang 和 GCC 进行编译，但在这两种情况下我都没有得到预期的结果。

#include <iostream>

void test(const char (&)[1]){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }

template <unsigned long int N>
void test(const char (&)[N]){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }

void test(char*&&){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }

int main(){
    char str1[] = "";
    char str2[] = "test";
    test("");
    test("test");
    test(str1);
    test(str2);
}

使用 clang 版本 6.0.0-1ubuntu2 输出：

clang++ test.cpp -o test.out && ./test.out
void test(const char (&)[1])
void test(const char (&)[N]) [N = 5]
void test(char *&&)
void test(char *&&)

使用 g++ 输出 (MinGW.org GCC-8.2.0-3)：

g++ test.cpp -o test.exe && test.exe
test.cpp: In function 'int main()':
test.cpp:15:11: error: call of overloaded 'test(char [1])' is ambiguous
  test(str1);
           ^
test.cpp:3:6: note: candidate: 'void test(const char (&)[1])'
 void test(const char (&)[1]){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
      ^~~~
test.cpp:6:6: note: candidate: 'void test(const char (&)[N]) [with long unsigned int N = 1]'
 void test(const char (&)[N]){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
      ^~~~
test.cpp:8:6: note: candidate: 'void test(char*&&)'
 void test(char*&&){ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
      ^~~~

我的问题是：

1. 哪个编译器是正确的？
2. 对于 Clang，为什么 test(str1) 和 test(str2) 选择右值重载，而它们是左值？
3. 使用 GCC，为什么调用 test(str1) 不明确？
4. 这种情况有标准规则吗？
5. 如何修复最后两个调用？

谢谢。

Answer 1

1. 哪个编译器是正确的？

GCC 是正确的。

1. 使用 clang，为什么 str1 和 str2 选择右值重载，而它们是左值？

test(str1); 上的 Clang 错误，应该是模棱两可的。对于test(str2);，str2 可以隐式转换为指针，即数组到指针的衰减。转换后的 char* 是一个右值。和#3一样的原因，隐式转换序列具有相同的排名，那么优先使用非模板函数； test(char*&&) 被选中。

1. 使用 gcc，为什么用 str1 调用是模棱两可的？

要调用test(const char (&)[1])，需要从char[1]到const char[1]的资格转换；要调用test(char*&&)，需要进行数组到指针的转换。两者都符合exact match 且排名相同。

4. 这种情况有标准规则吗？

请参阅 the ranking of implicit conversion sequences in overload resolution 和 implicit conversions。

5. 如何修复最后两个调用？

这取决于你的意图。

Answer 2

字符串文字不是右值。 (→)

5. 如何修复最后两个调用？

您可以disambiguate everything 使用模板特化：

#include <iostream>

template<typename C, std::size_t N>
void test(const C (&)[N]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C>
void test(const C (&)[1]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C, std::size_t N>
void test(const C (&&)[N]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C>
void test(const C (&&)[1]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C, std::size_t N>
void test(C (&)[N]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C>
void test(C (&)[1]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C, std::size_t N>
void test(C (&&)[N]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }
template<typename C>
void test(C (&&)[1]) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; }

int main(){
    char str1[] = "";
    char str2[] = "test";
    test("");
    test("test");
    test(str1);
    test(str2);
    test(std::move(str1));
    test(std::move(str2));
    const char str3[] = "";
    const char str4[] = "test";
    test(std::move(str3));
    test(std::move(str4));
}

给了

void test(const C (&)[1]) [with C = char]
void test(const C (&)[N]) [with C = char;长无符号整数 N = 5]
void test(C (&)[1]) [with C = char]
void test(C (&)[N]) [with C = char;长无符号整数 N = 5]
void test(C (&&)[1]) [with C = char]
void test(C (&&)[N]) [with C = char;长无符号整数 N = 5]
void test(const C (&&)[1]) [with C = char]
void test(const C (&&)[N]) [with C = char;长无符号整数 N = 5]

Answer 3

谢谢@songyuanyao 的回答，我现在明白为什么最后两种情况选择了test(char*&&)。感谢@Darklighter的回答，我也能够在第一次重载时通过模板专业化消除歧义。

所以我解决了我的问题，如下所示：

#include <iostream>

template <unsigned long int N>
void test(const char (&)[N]){
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " //non-empty literal" << std::endl;
}

template <>
void test(const char (&)[1]){
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " //empty literal" << std::endl;
}

void test(char*&&){
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " //string variable" << std::endl;
}

int main(){
    char str1[] = "";
    char str2[] = "test";
    test("");
    test("test");
    test(str1);
    test(str2);
}

输出：

clang++ test.cpp -o test.out && ./test.out
void test(const char (&)[1]) //empty literal
void test(const char (&)[N]) [N = 5] //non-empty literal
void test(char *&&) //string variable
void test(char *&&) //string variable

g++ test.cpp -o test.exe && test.exe
void test(const char (&)[N]) [with long unsigned int N = 1] //empty literal
void test(const char (&)[N]) [with long unsigned int N = 5] //non-empty literal
void test(char*&&) //string variable
void test(char*&&) //string variable