C++17:显式转换函数vs显式构造函数+隐式转换-规则改变了吗？

Question

CLANG6、CLANG7和gcc 7.1、7.2和7.3都同意以下代码是有效的C++17代码，但在C++14和C++11下有歧义。MSVC2015和2017也接受它。然而，即使在C++17模式下，GCC-8.1和8.2也拒绝了它：

struct Foo
{
    explicit Foo(int ptr);
};

template<class T>
struct Bar
{
    operator T() const;
    template<typename T2>
    explicit operator T2() const;
};


Foo foo(Bar<char> x)
{
    return (Foo)x;
}

接受它的编译器选择模板化的显式转换函数bar::operator T2()。

拒绝它的编译器同意在以下两个方面存在歧义：

null

<source>: In function 'Foo foo(Bar<char>)':    
<source>:17:17: error: call of overloaded 'Foo(Bar<char>&)' is ambiguous    
     return (Foo)x;    
                 ^    
<source>:3:14: note: candidate: 'Foo::Foo(int)'    
     explicit Foo(int ptr);    
              ^~~    
<source>:1:8: note: candidate: 'constexpr Foo::Foo(const Foo&)'    
 struct Foo    
        ^~~    
<source>:1:8: note: candidate: 'constexpr Foo::Foo(Foo&&)'

以下是来自clang-7-std=c++14(clang-7-std=c++17接受代码）的错误：

<source>:17:12: error: ambiguous conversion for C-style cast from 'Bar<char>' to 'Foo'    
    return (Foo)x;    
           ^~~~~~    
<source>:1:8: note: candidate constructor (the implicit move constructor)    
struct Foo    
       ^    
<source>:1:8: note: candidate constructor (the implicit copy constructor)    
<source>:3:14: note: candidate constructor    
    explicit Foo(int ptr);    
             ^    
1 error generated.

Answer 1

这里有几种力量在起作用。为了理解发生了什么，让我们研究一下(Foo)x应该引导我们去哪里。首先，在这种特殊情况下，C样式的强制转换等效于static_cast。静态强制转换的语义是直接初始化结果对象。由于结果对象属于类类型，[dcl.init]/17.6.2告诉我们它的初始化如下：

否则，如果初始化是直接初始化，或者如果初始化是复制初始化，源类型的CV限定版本与目标类型的类相同，或者是目标类型的派生类，则考虑构造函数。将枚举适用的构造函数([over.match.ctor])，并通过重载解析选择最佳构造函数。调用这样选择的构造函数来初始化对象，将初始化器表达式或表达式列表作为其参数。如果没有应用构造函数，或者重载解析不明确，则初始化格式不正确。

因此重载解析来选择要调用的foo的构造函数。如果重载解析失败，则程序格式不正确。在这种情况下，它不应该失败，即使我们有3个候选构造函数。它们是Foo(int)、Foo(Fooconst&)和Foo(Foo&&)。

• 考虑了S及其基类的转换函数。那些不隐藏在S中并产生类型“对cv2 t2的lvalue引用”（当初始化对函数的lvalue引用或rvalue引用时）或“对cv2 t2的rvalue引用”（当初始化对函数的rvalue引用或lvalue引用时）的非显式转换函数是候选函数，其中“CV1 t”与“cv2 t2”是引用兼容的([dcl.init.ref])。对于直接初始化，那些不隐藏在S中的显式转换函数也是候选函数，它们分别产生类型为“lvalue reference to cv2 T2”或“cv2 T2”或“rvalue reference to cv2 T2”，其中T2是与T相同的类型，或者可以通过限定转换([conv.qual])转换为T类型。

唯一可以生成foo类型的glvalue或prvalue的转换函数是指定的显式转换函数模板的专门化。但是，由于函数参数的初始化不是直接初始化，我们不能考虑显式转换函数。因此，我们不能在重载解析中调用复制或移动构造函数。这就只剩下构造函数接受int了。所以重载解析是成功的，应该就是这样。

那么为什么有些编译器会发现它不明确，或者转而调用模板化的转换运算符呢？好吧，自从保证拷贝省略被引入到标准中以来，人们注意到（CWG问题2327)，用户定义的转换函数也应该有助于拷贝省略。今天，根据干信的标准，他们没有。但我们真的很希望他们。虽然具体应该如何完成的措辞仍在制定中，但似乎一些编译器已经开始尝试实现它。