具有 const-result 的转换运算符 - GCC/Clang 差异

Question

给定以下代码sn-p：

struct Foo {
};

struct Bar {
    operator const Foo() {
        return Foo();
    }
};

int main() {
    Bar bar;
    Foo foo(bar);
    return 0;
}

见这里godbolt

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使用 gcc 11.2 可以正常编译，但使用 clang 12.0 编译失败并出现以下错误：

<source>:12:13: error: no viable conversion from 'Bar' to 'Foo'
    Foo foo(bar);
            ^~~
<source>:1:8: note: candidate constructor (the implicit copy constructor) not viable: no known conversion from 'Bar' to 'const Foo &' for 1st argument
struct Foo {
       ^
<source>:1:8: note: candidate constructor (the implicit move constructor) not viable: no known conversion from 'Bar' to 'Foo &&' for 1st argument
struct Foo {
       ^
<source>:5:5: note: candidate function
    operator const Foo() {
    ^
<source>:1:8: note: passing argument to parameter here
struct Foo {
       ^

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• 哪个实现是正确的？
• 这实际上是有效的 C++ 吗？

PS：我知道它可以通过删除 const 或返回 const 引用来解决。

Answer 1

我认为这是公开的CWG issue 2077。

基本上，

Foo foo(bar);

是直接初始化，这意味着它将考虑Foo 的构造函数进行重载解析并选择最佳可行的构造函数。候选者是带有签名的隐式复制和移动构造函数

Foo(const Foo&);
Foo(Foo&&);

如果您查看链接的 CWG 问题并了解更多详细信息 related Clang bug，那么我们看到这正是那里描述的情况，只是我们的函数调用是构造函数调用，而他们的函数调用是正常的函数调用。

如果我们只是相信 CWG 问题中提出的论点，那么根据当前规则，重载解析显然应该选择 Foo&& 重载，而实际上不允许绑定引用，从而导致程序格式错误。

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我将尝试从此处的链接来源重现推理：

考虑从bar转换为构造函数的参数时，由于类型不匹配，引用不能直接绑定bar。

根据[over.ics.ref]/2，在这种情况下，转换顺序就像通过复制初始化引用类型的临时对象一样确定。

在这种情况下，转换是Bar -> const Foo -> Foo，通过移动构造函数的用户定义构造函数。 对于复制构造函数，它是Bar -> const Foo。

但是，在临时的复制初始化中，常量限定符转换被“包含”在初始化中。 [over.ics.ref]/2 所以移动构造函数的顺序并不比复制构造函数差。

在这种情况下，右值引用是一个决胜局，因此在重载决议中选择了移动构造函数。

但是，const Foo 不能绑定到非const 右值引用。因此，该程序是格式错误的。 ([dcl.init.ref]/5.4.3, DR 1604)

还请注意，[over.ics.ref] 的其余部分提供了对引用绑定的要求，以影响重载的可行性，但不包括将const 右值绑定到非const 右值引用。

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这不是问题，例如复制初始化（Foo foo = bar;），因为这样可以直接使用转换操作符而无需经过构造函数。

在 C++11 之前也不是问题，因为那里不存在移动构造函数。

出于同样的原因，如果 Foo 的复制构造函数被显式声明也不是问题，因为这会抑制隐式移动构造函数的声明。

这在 C++17 及更高版本中也不是问题，因为强制复制省略使得它永远不会被调用移动构造函数。

我认为这解释了 Clang 的所有行为。

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GCC 和 MSVC 似乎在重载决议中选择了复制构造函数而不是移动构造函数，虽然按照标准的当前措辞显然不正确，但可能是打算发生的事情以及链接的 CWG 问题的目的，通过从一组可行的函数中删除带有格式错误的引用绑定的函数重载。