流到布尔的隐式转换

Question

拿这个玩具代码：

#include <iostream>
#include <fstream>

int main() {

    std::ifstream is;
    // perform read
    // ...
    if (!is) // works
        std::cout << "fail";
    if( is == false)  // error C2678
        std::cout << "fail";

    return 0;
}

你会得到以下违反直觉的结果：if(!is) 编译，if(is==false) 给出

错误 C2678：二进制“==”：未找到采用左手的运算符 'std::ifstream' 类型的操作数（或没有可接受的转换）

（对于 VS2015 - gcc 和 clang 中的类似错误）。

标准说（根据this answer）：

依赖于隐式布尔转换的有效 C++ 2003 代码将 不符合本国际标准。此类转换 发生在以下情况：

• 将值传递给接受 bool 类型参数的函数；

• 使用 operator== 比较 false 或 true；

• 从返回类型为 bool 的函数返回值；

• 通过聚合初始化初始化 bool 类型的成员；

• 初始化一个 const bool& 将绑定到一个临时对象。

据我所知，if(is==false) 明确要求失败，但为什么 if(!is) 没有？它不符合“隐式布尔转换”的条件吗？

是否有意从标准中列出的案例中省略了这种转换为布尔的情况？也许是无意的遗漏？

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编辑： 这段代码也失败了：

int main() {

    std::ifstream is;
    // perform read
    // ...
    if (is) // works
        std::cout << "success";
    if( is == true)  // error C2678
        std::cout << "success";

    return 0;
}

这里操作符的存在！() 是无关紧要的。

Answer 1

std::ifstream 继承的operator bool 是marked explicit：

explicit operator bool() const; (2)（C++11 起）

这意味着没有没有隐式转换为 bool，即所有这些表达式都失败了：

bool result = is;    // fails
bool b = is == true; // fails
if (is == false);    // fails
while (is == false); // fails

如果您想知道为什么if (is) 和类似的语句会编译，那是因为if、while 等有特殊的转换规则：explicit 关键字被忽略！

if (is);                        // ok
while (is)                      // ok
bool b = static_cast<bool>(is); // ok

请注意，最后一种情况会编译，因为您明确想要一个布尔值。

从技术上讲，!is 可以正常工作，因为您明确想要一个布尔值，但 std::ifstream 有一个继承的 operator!，因此调用该运算符而不是默认的 operator!对布尔值进行操作：

if (!is);     // ok
bool b = !is; // ok

Answer 2

!is 有效，因为 std::basic_ios（流的基类之一）定义了 operator!()。

所以这根本不是转换，而是对is.operator!()的调用。