以 std::pair 作为参数的构造函数： T a({1,2}) 有效，T a = {1,2} 无效

Question

我正在研究的组合算法需要大整数，作为练习，我想我会编写一个简单的 128 位整数类，但我遇到了与构造函数的一些不一致之处。

我有几个构造函数，因此您可以从另一个构造函数（使用隐式复制构造函数）或从 64 位整数或一对 64 位整数创建 uint128_t。这一切都有效，但让我感到困惑的是我可以使用这种语法：

uint128_t a = 123ull;
uint128_t b = a;

但不是：

uint128_t e = {123ull, 456ull};               // COMPILER ERROR
uint128_t f = std::make_pair(123ull, 456ull); // COMPILER ERROR

即使这些工作：

uint128_t c({123ull, 456ull});
uint128_t d(std::make_pair(123ull, 456ull));

我得到的错误是：

could not convert '{123, 345}' from '<brace-enclosed initializer list>' to 'uint128_t'
conversion from 'std::pair<long long unsigned int, long long unsigned int>' to non-scalar type 'uint128_t' requested

我可以只使用有效的语法，但我想知道我是否缺少一些简单的东西可以让uint128_t a = {1,2} 语法工作，因为这样可以更容易地将现有代码转换为使用 128位整数。

这里概述了哪些有效，哪些无效，以及课程的相关部分：

#include "uint128_t.hpp"

int main() {
    uint128_t a = 123ull;               // explixit constructor from uint64_t = ok
    uint128_t b = a;                    // implicit copy constructor = ok
    a = b;                              // assignment from uint128_t = ok
    b = 123ull;                         // assignment from uint64_t = ok
    a = {123ull, 456ull};               // assignment from pair of uint64_t = ok
    b = std::make_pair(123ull, 456ull); // assignment from pair of uint64_t = ok
    uint128_t c({123ull, 456ull});      // explixit constructor from pair = ok
    uint128_t d(std::make_pair(123ull, 456ull));

    uint128_t e = {123ull, 456ull};               // COMPILER ERROR
    uint128_t f = std::make_pair(123ull, 456ull); // COMPILER ERROR

    return 0;
}

#include <cstdint>

class uint128_t {
    private:

    uint64_t hi;
    uint64_t lo;

    public:

    uint128_t() {}
   ~uint128_t() {}
    uint128_t(uint64_t const& val) {
        hi = UINT64_C(0);
        lo = val;
    }
    uint128_t(std::pair<uint64_t const, uint64_t const> const& val) {
        hi = val.first;
        lo = val.second;
    }
    uint128_t const& operator=(uint128_t const&);
    uint128_t const& operator=(uint64_t const);
    uint128_t const& operator=(std::pair<uint64_t const, uint64_t const> const&);
}        

#include "uint128_t.hpp"

uint128_t const& uint128_t::operator=(uint128_t  const& other) {
    this->hi = other.hi;
    this->lo = other.lo;
    return *this;
}

uint128_t const& uint128_t::operator=(uint64_t const val) {
    this->hi = UINT64_C(0);
    this->lo = val;
    return *this;
}

uint128_t const& uint128_t::operator=(std::pair<uint64_t const, uint64_t const> const& val) {
    this->hi = val.first;
    this->lo = val.second;
    return *this;
}

Answer 1

在你的第一次复制初始化中

uint128_t e = {123ull, 456ull}; 

您正在使用多值列表来初始化非聚合类。根据 list-initialization 的规则，在这种情况下，编译器会考虑 std::initializer_list 构造函数，然后会考虑类中的双参数构造函数。您的类中不存在匹配的构造函数，因此初始化失败。

您可能希望编译器将{123ull, 456ull} 转换为std::pair，然后使用std::pair 来初始化e。但是 C++ 中的列表初始化不考虑这个初始化路径。 （注意，顺便说一句，这也看起来像是两个用户定义的转换的序列，见下文。）

你的第二次拷贝初始化

uint128_t f = std::make_pair(123ull, 456ull);

失败的原因与以下简化代码失败的原因相同

struct A { A(int) {} };
struct B { B(const A &) {} };

int main() {
  B b1(42);  // OK
  B b2 = 42; // Error
}

上述复制初始化在其转换顺序中需要两次 隐式用户定义转换：从int 到A，然后从A 到B。即使存在这样的转换，也不允许隐式应用其中的两个。复制初始化中最多允许一个隐式的用户定义转换。

在您的情况下，您请求从std::pair<unsigned long long, unsigned long long> 转换为std::pair<uint64_t const, uint64_t const>（构造函数参数类型），然后从std::pair<uint64_t const, uint64_t const> 转换为uint128_t - 两次转换。这些转化是存在的，但是连续两次太多了。

即使您确保std::make_pair 的参数具有uint64_t 类型，std::pair<uint64_t const, uint64_t const> 中的那些const 限定符仍然会强制进行额外的转换。您的make_pair 调用将产生一个std::pair<uint64_t, uint64_t> 值，该值必须转换为std::pair<uint64_t const, uint64_t const>，然后再转换为uint128_t。

Answer 2

需要提供对应的构造函数

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uint128_t::uint128_t(uint64_t, uint64_t) //uint128_t x = {123ull, 456ull};
uint128_t::uint128_t(const std::pair<uint64_t,uint64_t>& val) //uint128_t x = std::make_pair(123ull, 456ull);*

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注意ull 并不总是等于uint64_t