C++中的三元运算符生成什么对象？

Question

下面的程序

#include <optional>
#include <iostream>

int main()
{
    std::optional<int> a;
    constexpr bool x = true;

    const std::optional<int> & b = x ? a : std::nullopt;
    std::cout << (&a == &b);

    const std::optional<int> & c = x ? a : (const std::optional<int> &)std::nullopt;
    std::cout << (&a == &c);

    const std::optional<int> & d = x ? a : (const std::optional<int>)std::nullopt;
    std::cout << (&a == &d);
}

即使在编译器优化的情况下也会打印010： https://gcc.godbolt.org/z/asTrzdE3c

能否请您解释一下为什么会这样，看似相同的 3 个案例之间有什么区别？

Answer 1

通俗地说，三元运算符将返回一个对象，该对象的类型是两个操作数都可以隐式转换的（花絮：这就是为什么它在元函数std::common_type的幕后使用）。

如果两个操作数都是通用类型，您将获得对所选操作数的引用。如果没有，将创建所需类型的临时对象。在您的第一个和第三个示例中就是这种情况。

Answer 2

首先你必须了解三元运算符结果的类型是什么。

x ? a : std::nullopt;

这里a 是可以引用的变量，std::nullopt 是隐式转换为可选匹配类型的东西（这里是std::optional<int>）。 所以std::nullopt 的转换以临时价值的创造结束。匹配类型a 也被复制。

所以三元运算符将 type 推导出为 std::optional<int> 类型的值，它成为一个临时对象。 std::optional<int> 的新实例已创建。

现在const auto & 能够延长临时对象的生命周期。所以b 是对std::optional<int> 的引用，这是一个临时的延长寿命。

d 是相同的场景，但更明确。

c 具有(const std::optional<int> &)std::nullopt，它创建了具有延长寿命的std::optional<int> 的临时对象。这里的三元运算符有 std::optional<int>& 和 const std::optional<int>& 作为参数，因此它能够传递第一个参数引用返回类型。

查看cppinsights generates 的代码：

#include <optional>
#include <iostream>

int main()
{
  std::optional<int> a = std::optional<int>();
  constexpr const bool x = true;
  const std::optional<int> & b = x ? std::optional<int>(a) : std::optional<int>(std::nullopt_t(std::nullopt));
  std::cout.operator<<((&a == &b));
  const std::optional<int> & c = x ? a : static_cast<const std::optional<int>>(std::optional<int>(std::nullopt_t(std::nullopt)));
  std::cout.operator<<((&a == &c));
  const std::optional<int> & d = (x ? std::optional<int>(a) : static_cast<const std::optional<int>>(std::optional<int>(std::nullopt_t(std::nullopt))));
  std::cout.operator<<((&a == &d));
}