关于使用运算符 reinterpret_cast 将引用类型转换为另一种的奇怪问题

Question

#include <iostream>
int main(){
  int& rf = reinterpret_cast<int&>((int&&)1);
}

在此示例中，GCC 和 MSVC 不接受此代码。相反，Clang 编译成功。结果是here。

通过研究相关规则，对应的规则为：
expr.reinterpret.cast#11

如果可以使用 reinterpret_cast 将“指向 T1 的指针”类型的表达式显式转换为“指向 T2 的指针”类型，则可以将 T1 类型的泛左值（指定对象 x）强制转换为类型“对 T2 的引用” . 结果是*reinterpret_­cast<T2 *>(p) 的结果，其中 p 是指向“指向 T1 的指针”类型的 x 的指针。 没有创建临时，没有复制，也没有构造函数 ([class.ctor])或调用转换函数 ([class.conv])。

看看这条规则，我觉得这条规则太模糊了。它说结果是*reinterpret_­cast<T2 *>(p)。指针解引用规则定义为：
expr.unary#op-1

一元*运算符执行间接：应用它的表达式应该是指向对象类型的指针，或指向函数类型的指针，结果是一个左值引用该对象或表达式指向的函数。

所以，根据规则[expr.unary#op-1]，*reinterpret_­cast<T2 *>(p)的值类别是左值。而规则[expr.reinterpret.cast#11]只要求源指针类型可以通过reinterpret_cast转换为目的指针类型，对其操作数没有值类别等其他要求。从这一点来看，我认为 Clang 给出了一个正确的过程。因为结果是左值，所以可以绑定左值引用。

现在，对第一个例子稍作修改

#include <iostream>
int main(){
  int& rf = reinterpret_cast<int&>(1);
}

那么，three compilers 都拒绝这个例子。什么鬼？与第一个示例的不同之处在于reinterpret_cast 的操作数这里是prvalue。只是，这种差异使Clang 不接受此代码？根据expr#10

当一个纯右值表达式作为一个操作数的操作数出现时，该操作数需要一个泛左值，临时实现转换将应用于将该表达式转换为一个 xvalue。

如上述规则中所述，临时实现转换应应用于prvalue 1，使其成为glvalue。经过这个转换，我看不出这个例子和第一个例子有什么不同。为什么Clang 现在拒绝它？

让我们继续考虑第三个例子

#include <iostream>
int main(){
  int&& rf = reinterpret_cast<int&&>(1);
}

这次GCC接受这个例子，而另外两个编译器报错，result就在这里。

如果将声明更改为int&& rf = reinterpret_cast<int&&>((int&&)1);，那么Clang 将接受。

另外，[expr.reinterpret.cast#11] 说过使用reinterpret_cast 将引用类型转换为另一个的结果总是一个左值 (*reinterpret_­cast<T2 *>(p))，它暗示我们不能使用右值引用类型来绑定结果。不是吗？

这些例子是我在阅读 [expr.reinterpret.cast#11] 时想到的。不同的编译器给出非常不同的结果。有点奇怪。我还认为 [expr.reinterpret.cast#11] 给出了非常模糊的措辞。当我们给出右值引用或左值引用类型时，并没有说明操作数的值类别的要求。它只是说只要这些指针类型可以转换。该规则也没有说明结果是什么价值类别。我们只能通过表达式*reinterpret_­cast<T2 *>(p)来推断它的值类别是左值。

如何解释这些问题。是不是[expr.reinterpret.cast#11]的缺陷？

Answer 1

所以，根据规则[expr.unary#op-1]，*reinterpret_­cast<T2 *>(p)的值类别是左值。

不，因为[expr.reinterpret.cast]/11 并没有说引用转换表达式在各个方面都等同于*reinterpret_cast<T2*>(p)。它表示表达式的 result 与该表达式的相同。这里的“结果”指的是[basic.lval]/5：

glvalue 的 result 是表达式所表示的实体。

reinterpret_cast表达式的值类别仅由[expr.reinterpret.cast]/1定义，

表达式reinterpret_­cast<T>(v) 的结果是将表达式v 转换为类型T 的结果。如果T 是左值引用类型或对函数类型的右值引用，则结果为左值；如果T 是对对象类型的右值引用，则结果是一个xvalue；否则，结果是纯右值和 ....

所以reinterpret_cast<int&>((int&&)1) 具有值类别左值，因为类型int& 是左值引用类型，而不是因为一元* 规则。其结果是prvalue1的临时物化创建的对象。

reinterpret_cast<int&>(1) ... 临时实现转换应适用于prvalue 1，使其成为glvalue

否 - [basic.reinterpret.cast] 中唯一可能描述reinterpret_cast<int&&>(1) 的部分将再次是paragraph 11，用于将glvalue 转换为引用类型。但它的最后一句包含“没有创建临时”，因此不允许临时实现。

所以reinterpret_cast<int&>(1) 和reinterpret_cast<int&&>(1) 都是格式错误的，gcc 在接受reinterpret_cast<int&&>(1) 而没有任何错误或警告方面是不正确的。