C2440：“正在初始化”：无法从“A<double>”转换为“A<double>”

Question

此代码在 Visual Studio 2017 中引发编译错误：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;

template<class T>
class A
{
public:
    A(T a);
   ~A() {}
#if 0
    A(const A<T>&);
#else
    A(A<T>&);
#endif

    T t;
};

template<class T>
A<T>::A(T a) : t(a) {}

template <class T>
#if 0
A<T>::A(const A<T>& a) 
#else
A<T>::A(A<T>& a)
#endif
{
    t = a.t;
    std::cout << "In A copy constructor.\n";
}

int main()
{
    std::string s;
    
    A<int> a1(11);
    A<double> a2(2.71);
#if 1
    A<double> a3 = A<double>(a2);  //gives C2440 when copy constructor argument is not const.
                                   //compiler message is: 'initializing': cannot convert from 'A<double>' to 'A<double>'
#else    
    A<double> a3{a2};              //works when copy constructor argument is not const.
#endif
        
    std::cout << a3.t << "\n";
    std::cout << "Press ENTER to exit.\n";
    std::getline(std::cin, s);
}

C2440 编译失败：'initializing': cannot convert from 'A<double>' to 'A<double>'. 当前两个 #if 0s 更改为 #if 1s（选择带有 const 参数的复制构造函数）时，程序编译并运行。此外，如果所有条件编译都选择了#if 0，则程序编译并运行。

This question 没有回答我的问题。根据 cppreference.com，具有非常量参数的复制构造函数是可能的：

类T的拷贝构造函数是一个非模板构造函数，它的第一个参数是T&‍, const T&‍, volatile T&‍, or const volatile T&‍, 要么没有其他参数，要么剩下的参数都有默认值。

当我写的时候，带有非常量参数的复制构造函数仍然可以工作

A<double> a3{a2};

那么为什么要初始化

A<double> a3 = A<double>(a2);

当复制构造函数的参数不是 const 时不起作用？

Answer 1

在这种情况下，特别缺少 MSVC 错误信息；如果你在上面运行 GCC，你会得到以下错误：

main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:42:20: error: cannot bind non-const lvalue reference of type ‘A<double>&’ to an rvalue of type ‘A<double>’
   42 |     A<double> a3 = A<double>(a2);  //gives C2440 when copy constructor argument is not const.
      |                    ^~~~~~~~~~~~~
main.cpp:28:15: note:   initializing argument 1 of ‘A<T>::A(A<T>&) [with T = double]’
   28 | A<T>::A(A<T>& a)
      |         ~~~~~~^
make: *** [<builtin>: main] Error 1

如果你去掉示例中所有不相关的部分，你会得到：

int main() {
  double &a = 2.71;
}

仍然返回相同的错误：

main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:2:13: error: cannot bind non-const lvalue reference of type ‘double&’ to an rvalue of type ‘double’
    2 |   double &a = 2.71;
      |             ^~~~
make: *** [<builtin>: main] Error 1

要解压，我们需要查看 C++ 中不同的 value categories 以及每个 value categories 的限制：

• 从广义上讲，lvalue 是有名字的东西。在您原来的失败示例中，lvalue 是复制构造函数的 A<T> &a 参数，而在我的精简示例中，它是 double &a。

• rvalue 有点棘手，但实际上它是没有名字的东西。通常它被称为temporary（正如@Eljay 在他们的评论中所做的那样），因为没有名称，它没有生命周期，所以它几乎立即被破坏（如下所述的警告）。在您的示例中，rvalue 是 A<double>(a2)，而在我的示例中是 2.71。

关于rvalues 的链接cppreference 页面有两个部分与此处相关：

• 右值的地址不能被内置的地址操作符获取：&int()、&i++、&42和&std::move(x)无效
• 右值可用于初始化 const 左值引用，在这种情况下，右值标识的对象的生命周期会延长，直到引用范围结束

这第一点是导致复制构造函数出现问题的原因，而没有 const 被传递 rvalue;根据语言规则，被引用的对象在构造函数中不再有效。

第二点是允许带有const 的复制构造函数在传递rvalue 时进行操作；生命周期被延长，直到构造函数内部的引用结束，这允许构造函数复制出成员变量等。

复制消除皱纹

您初始化a3 的两种方式与第一种不同：

A<double> a3{a2};

只调用一次复制构造函数，使用lvalue (a2) 而第二次：

A<double> a3 = A<double>(a2);

调用复制构造函数两次，第一次使用上面的lvalue (a2)，第二次使用rvalue（第一次构造函数调用的结果）。但是，copy elision 优化将删除其中一个调用，乍一看可能会造成混淆，因为这两个复制构造函数调用中的哪一个导致问题可能并不明显。