重载运算符 '[]' 的使用与模板转换运算符不明确

Question

以下代码在 gcc 7.3.0 中编译良好，但不能在 clang 6.0.0 中编译。

#include <string>

struct X {
    X() : x(10) {}
    int operator[](std::string str) { return x + str[0]; }
    template <typename T> operator T() { return x; } // (1) fails only in clang
    //operator int() { return x; } // (2) fails both in gcc and clang
private:
    int x;
};

int main() {
    X x;
    int y = 20;
    int z = int(x);
    return x["abc"];
}

我使用命令clang++ 1.cpp -std=c++98 指定不同的标准版本。我试过 c++98,11,14,17,2a。在所有情况下，错误都是相同的。 clang 中的错误信息如下：

1.cpp:14:13: error: use of overloaded operator '[]' is ambiguous (with operand types 'X' and 'const char [4]')
    return x["abc"];
           ~^~~~~~
1.cpp:5:9: note: candidate function
    int operator[](std::string str) { return x + str[0]; }
        ^
1.cpp:14:13: note: built-in candidate operator[](long, const char *)
    return x["abc"];
            ^
1.cpp:14:13: note: built-in candidate operator[](long, const volatile char *)
1 error generated.

什么编译器在这种情况下正确地遵循标准？它是有效的代码吗？

问题描述可以在here找到，不过是关于情况（2）。我对案例（1）感兴趣。

Answer 1

GCC 是错误的。模板案例不应该有任何区别。

[over.match.best]/1 说：

如下定义ICSi(F)：

• ...

• 让 ICSi(F) 表示将列表中的第 i 个参数转换为可行函数 F 的第 i 个参数的类型的隐式转换序列。 [over.best.ics] 定义了隐式转换序列和 [over.ics.rank] 定义了一个隐式转换序列比另一个转换序列更好或更差的转换序列意味着什么。

鉴于这些定义，如果对于所有参数 i，ICSi(F1) 不是比 ICSi(F2) 更差的转换序列，则将可行函数 F1 定义为比另一个可行函数 F2 更好的函数，和 ...

两个可行的候选人是

int         operator[](X&,             std::string); // F1
const char& operator[](std::ptrdiff_t, const char*); // F2

...而且ICS1(F1)(X -> X&)比ICS1(F2)(X -> std::ptrdiff_t)好，不管X -> std::ptrdiff_t是不是通过模板转换函数，但是ICS2(F1)( const char[4] -> std::string) 比 ICS2(F2) (const char[4] -> const char*) 差。所以没有一个函数比另一个函数更好，导致歧义。

这已被报告为GCC bug。

Answer 2

问题是每条路径都有一次转化：

• 首先从"abc" 到std::string，然后是operator[] 呼叫。
• 第二个从x 到std::ptrdiff_t，然后是operator[] 一个std::ptrdiff_t 和一个const char*。

所以解决方法是让转换运算符explicit:

int operator[](const std::string& str) { return x + str[0]; }
template <typename T>
explicit operator T() { return x; } // (1) fails only in clang