通过引用传递数组与传递指针的函数参数绑定规则答案

【问题标题】：Function argument binding rules for passing an array by reference vs passing pointer通过引用传递数组与传递指针的函数参数绑定规则
【发布时间】：2017-06-29 02:24:46
【问题描述】：

为了防止混淆，我非常了解数组和指针的区别，衰减到指针的概念，以及C++中通过引用传递数组的概念等。

我的问题是特别是关于当一个重载需要一个数组引用时，编译器从一组函数 overload 候选函数中选择一个函数的规则，以及另一个重载需要一个指针。

例如，假设我们有：

template <class T, std::size_t N>
void foo(const T (&arr)[N])
{
    std::cout << "Array-reference overload!" << std::endl;
}

template <class T>
void foo(const T* ptr)
{
    std::cout << "Pointer overload!" << std::endl;
}

如果我们尝试如下调用函数模板foo()：

const char arr[2] = "A";
foo(arr);

...那么我的期望是编译器会选择 first 重载，即接受数组引用的重载。

但是，使用 GCC 4.9.2，如果我编译上面的代码，我会得到一个错误：

test.cpp:28:9: error: call of overloaded ‘foo(const char [2])’ is ambiguous

我不清楚为什么编译器在这里认为这两个重载都是同样好的候选者，因为第一个重载与类型完全匹配，而第二个重载需要一个额外的衰减到指针的步骤。

现在，我可以通过显式使用type_traits 来使上述重载工作，如下所示：

template <class T, std::size_t N>
void foo(const T (&arr)[N])
{
    std::cout << "Array-reference overload!" << std::endl;
}

template <class T>
void foo(T ptr, typename std::enable_if<std::is_pointer<T>::value>::type* = 0)
{
    std::cout << "Pointer overload!" << std::endl;
}

在这种情况下，程序编译并选择采用数组引用的重载。但是，我不明白为什么这个解决方案是必要的。我想了解当传递的参数非常多是一个数组时，为什么编译器会认为一个需要衰减指针的函数同样可能是重载候选者作为数组引用。

【问题讨论】：

标签： c++ arrays pointers language-lawyer

【解决方案1】：

第一个重载与类型完全匹配，而第二个重载需要一个额外的衰减到指针的步骤。

因为在检查overload resolution 中的ranking of implicit conversion sequences 时，array-to-pointer conversion 被认为是完全匹配的，因此第二个重载与第一个重载具有相同的等级。

来自标准，$16.3.3.1.1 Standard conversion sequences [over.ics.scs] Table 13 — Conversions

Conversion                   Category               Rank         Subclause
No conversions required      Identity               Exact Match
... ...
Array-to-pointer conversion  Lvalue Transformation  Exact Match  [conv.array]
... ...

值得注意的是，“无需转换”（即第一次重载的情况）的排名也是“完全匹配”。

【讨论】：