仅针对二元运算符防止隐式转换运算符

Question

我遇到了一个问题，我已归结为以下问题，其中 == 运算符使用编译即使它应该失败（C++17，在 GCC 5.x、8.x、和 9.x）：

template <int N> struct thing {
  operator const char * () const { return nullptr; }
  bool operator == (const thing<N> &) const { return false; }
};

int main () {
  thing<0> a;
  thing<1> b;
  a == b; // i don't want this to compile, but it does
}

它正在编译的原因是因为编译器选择这样做：

(const char *)a == (const char *)b;

而不是这个：

// bool thing<0>::operator == (const thing<0> &) const
a.operator == (b);

因为后者不匹配，因为 b 是 thing<1> 而不是 thing<0>。 （顺便说一句，当使用原始比较运算符时，它还会产生unused-comparison 警告；这并不有趣，但这就是出现这些警告的原因。）

我已经在C++ Insights 上验证了这一点（实际上是我发现原因的方式），它输出：

template <int N> struct thing {
  operator const char * () const { return nullptr; }
  bool operator == (const thing<N> &) const { return false; }
};

/* First instantiated from: insights.cpp:7 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
struct thing<0>
{
  using retType_2_7 = const char *;
  inline operator retType_2_7 () const
  {
    return nullptr;
  }
  
  inline bool operator==(const thing<0> &) const;
  
  // inline constexpr thing() noexcept = default;
};

#endif


/* First instantiated from: insights.cpp:8 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
struct thing<1>
{
  using retType_2_7 = const char *;
  inline operator retType_2_7 () const
  {
    return nullptr;
  }
  
  inline bool operator==(const thing<1> &) const;
  
  // inline constexpr thing() noexcept = default;
};

#endif


int main()
{
  thing<0> a = thing<0>();
  thing<1> b = thing<1>();
  static_cast<const char *>(a.operator const char *()) == static_cast<const char *>(b.operator const char *());
}    

在main 的最后一行显示转换运算符的用法。

我的问题是：当然，如果我将转换运算符设为显式，整个事情都会正常运行，但是我真的很想保留隐式转换运算符并且让编译器强制执行正确使用operator ==（其中“正确”= 如果参数类型不同则编译失败）。这可能吗？

请注意，让thing<N> == const char * 工作对我来说不很重要。也就是说，我不需要这个重载：

bool thing<N>::operator == (const char *) const

所以我不在乎解决方案是否会打破 == 的风格。

我确实在这里搜索过其他帖子；有一些具有误导性相似标题的数字最终是无关的。看起来this post 有一个相关 问题（不需要的隐式转换），但它仍然不适用。

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为了完整起见，这里有一个稍微不那么简单但更具代表性的例子，说明我正在做的事情，其目的是让== 为thing<T,N> 和thing<R,N> 工作，即@987654340 @ 必须相同，但第一个模板参数可以不同。我将其包括在内以防它影响可能的解决方案，因为这是我真正需要的正确行为：

template <typename T, int N> struct thing {
  operator const char * () const { return nullptr; }
  template <typename R> bool operator == (const thing<R,N> &) const { return false; }
};

int main () {
  thing<int,0> i0;
  thing<float,0> f0;
  thing<int,1> i1;
  i0 == f0;
  f0 == i0;
  i0 == i1; // should fail to compile
  f0 == i1; // should fail to compile
  i1 == i0; // should fail to compile
  i1 == f0; // should fail to compile
}

Answer 1

您可以只提供一个deleted 版本的运算符，用于不应该工作的情况，例如：

template <int N> struct thing {
  operator const void * () const { return nullptr; }
  bool operator == (const thing<N> &) const { return false; }
  template <int X>
  bool operator == (const thing<X> &) const = delete;
};

int main () {
  thing<0> a;
  thing<1> b;
  a == a; // This compiles
  a == b; // Doesn't compile
}

使用 C++20，逻辑也方便地扩展到 operator!=。对于 C++20 之前的编译器，您可能还应该为 operator!= 添加相应的重载。

Answer 2

如果您将operator const char * 标记为explicit，那么您的代码将无法编译。

explicit 需要 C++11，但您已经在使用 nullptr，所以这不是问题。