C++ 加法重载歧义答案

【问题标题】：C++ addition overload ambiguityC++ 加法重载歧义
【发布时间】：2010-04-10 14:08:35
【问题描述】：

我的代码库中遇到了一个令人头疼的难题。我不太清楚为什么我的代码会生成此错误，但（例如）std::string 不会。

class String {
public:
    String(const char*str);
    friend String operator+ ( const String& lval, const char *rval );
    friend String operator+ ( const char *lval, const String& rval );
    String operator+ ( const String& rval );
};

这些的实现很容易自己想象。

我的驱动程序包含以下内容：

String result, lval("left side "), rval("of string");
char lv[] = "right side ", rv[] = "of string";
result = lv + rval;
printf(result);
result = (lval + rv);
printf(result);

这会在 gcc 4.1.2 中产生以下错误：

driver.cpp:25: error: ISO C++ says that these are ambiguous, even though the worst conversion for the first is better than the worst conversion for the second:
String.h:22: note: candidate 1: String operator+(const String&, const char*)
String.h:24: note: candidate 2: String String::operator+(const String&)

到目前为止一切都很好，对吧？可悲的是，我的 String(const char *str) 构造函数作为隐式构造函数非常方便，使用显式关键字来解决这个问题只会导致一堆不同的问题。

此外... std::string 不必诉诸于此，我不知道为什么。例如，在 basic_string.h 中，它们的声明如下：

template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>
operator+(const basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __lhs,
          const basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __rhs)

template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>
operator+(const _CharT* __lhs,
          const basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>& __rhs);

等等。 basic_string 构造函数未显式声明。这怎么不会导致我遇到同样的错误，我怎样才能实现同样的行为？？

【问题讨论】：

标签： c++ gcc operator-overloading stdstring

【解决方案1】：

产生歧义的原因是，只有当一个候选函数的 none 参数比另一个候选函数的参数匹配更差时，一个候选函数才比另一个候选函数好。考虑您的两个功能：

friend String operator+(const String&, const char*); // (a)
String operator+(const String&);                     // (b)

您正在使用String 和const char* 调用operator+。

const char* 类型的第二个参数显然比 (b) 更好地匹配 (a)。它与 (a) 完全匹配，但 (b) 需要用户定义的转换。

因此，为了产生歧义，第一个参数必须比 (a) 更好地匹配 (b)。

operator+ 调用左侧的 String 不是 const。因此，它匹配 (b)，它是一个非常量成员函数，优于 (a)，它采用 const String&。

因此，以下任何一种解决方案都可以消除歧义：

将成员 operator+ 更改为 const 成员函数
将非成员operator+ 更改为String& 而不是const String&
调用operator+，左侧带有一个常量字符串

显然，第一个 also suggested by UncleBens 是最好的选择。

【讨论】：

我什至没有想到 const-ness 会导致匹配不佳。你和本叔叔（当然）完全正确。另一种解决方案实际上是使成员成为接受两个 const 字符串的非成员 - 这实际上就是 std::string 版本没有错误的原因。当然，这相当于你的第一个建议，只是写法不同而已。

【解决方案2】：

在这种情况下，只需在 operator+ 上定义就足够了：

String operator+(const String& lval, const String& rval);

因为您提供了一个采用char* 的构造函数，所以可以在调用operator+ 期间从char* 构造一个String。例如：

String hello = "Hello, ";
const char* world = "world!";

String helloWorld = hello + world;

将使用char* world 的内容构造一个临时的String（因为您的构造函数不是显式的），然后将两个String 对象传递给operator+。

【讨论】：

这会创建一个无用的临时对象，可能会花费大量时间和内存。
@Daniel Newby：不是真的，因为编译器能够经常避开副本。此外，正如 OP 在其原始帖子中所要求的那样，“相当大的时间和内存成本”正是 std::string 所做的。

【解决方案3】：

如果您按应有的方式声明成员 + const，错误就会消失。

class String {
public:
    String(const char*str);
    friend String operator+ ( const String& lval, const char *rval );
    friend String operator+ ( const char *lval, const String& rval );
    String operator+ ( const String& rval ) const; //<-- here
};

~~虽然不知道是什么原因。如果可能，它可能更喜欢将参数绑定到 const 引用，因此第一个重载更适合左侧值，而第三个重载更适合右侧值。~~

Better explanation.（一定是误读了问题。）

printf(result);

别告诉我你的 String 隐式转换为 const char*... 这太邪恶了。

【讨论】：

希望这是通过 ADL 找到的非标准 printf 函数。虽然它应该是puts，而不是printf，但它所做的只是打印参数。
puts 添加了一个换行符。如果不需要换行符，我想应该是printf("%s", str.c_str());。
+1 这可以说是最好的选择。我试图解释歧义：stackoverflow.com/questions/2613645/…
虽然我知道你为什么这么说，但我认为邪恶在旁观者的眼中;)

【解决方案4】：

模板和非模板函数遵循不同的规则。模板函数是在实际参数类型上选择的，没有应用任何转换。对于非模板（即您的代码），可以应用隐式转换。因此，basic_string 中的模板化内容并不模棱两可，但您的却是。

【讨论】：

【解决方案5】：

您已经证明basic_string 具有operator+ 的实现，对应于您的类String 中的第二个和第三个运算符。 basic_string 是否也有对应于您的第一个运算符 [friend String operator+ ( const String& lval, const char *rval );] 的运算符？

如果删除此运算符会怎样？

【讨论】：