使用 ref-qualifiers 解决重载问题

Question

在使用 ref-qualified 函数重载时，我从 GCC (4.8.1) 和 Clang (2.9 和 trunk) 得到了不同的结果。考虑以下代码：

#include <iostream>
#include <utility>

struct foo
{
    int& bar() &
    {
        std::cout << "non-const lvalue" << std::endl;
        return _bar;
    }
    //~ int&& bar() &&
    //~ {
    //~     std::cout << "non-const rvalue" << std::endl;
    //~     return std::move(_bar);
    //~ }
    int const& bar() const &
    {
        std::cout << "const lvalue" << std::endl;
        return _bar;
    }
    int const&& bar() const &&
    {
        std::cout << "const rvalue" << std::endl;
        return std::move(_bar);
    }

    int _bar;
};

int main(int argc, char** argv)
{
    foo().bar();
}

Clang 编译它并输出 "const rvalue"，而 GCC 认为这是一个模棱两可的调用，两个 const 限定函数都是最可行的候选者。如果我提供所有 4 个重载，那么两个编译器都会输出 "non-const rvalue"。

我想知道哪个编译器--如果有的话-- 正在做正确的事情，还有哪些相关的标准在起作用。

注意： 这实际上很重要的原因是实际代码将两个 const 限定函数声明为 constexpr。当然，std::cout 没有输出，并且使用static_cast 代替std::move，因此它们是有效的constexpr 定义。由于在 C++11 中constexpr 仍然暗示const，因此无法提供示例代码中注释掉的重载，因为它会重新定义 const 限定的右值重载。

Answer 1

首先，根据 13.3.1.4 将隐式对象参数视为普通参数：

对于非静态成员函数，隐含对象参数的类型为

—“对 cv X 的左值引用”，用于声明没有 ref-qualifier 或 & ref-qualifier 的函数

—“对 cv X 的右值引用”，用于使用 && ref-qualifier 声明的函数

其中 X 是函数所属的类，cv 是该成员的 cv 限定 函数声明。

所以你的要求等同于以下内容：

void bar(foo&);
void bar(foo&&);
void bar(const foo&);
void bar(const foo&&);

int main()
{
    bar(foo());
}

表达式foo() 是类纯右值。

其次，非常量左值引用版本不可行，因为纯右值无法绑定到它。

这为我们提供了三个可行的重载解决函数。

每个都有一个隐式对象参数（const foo&、foo&& 或 const foo&&），因此我们必须对这三个进行排名以确定最佳匹配。

在所有三种情况下，它都是直接绑定引用绑定。这在声明器/初始化 (8.5.3) 中有描述。

三个可能的绑定（const foo&、foo&& 和 const foo&&）的排名在 13.3.3.2.3 中描述：

标准转换序列S1是比标准转换序列S2更好的转换序列 if

• S1 和 S2 是引用绑定，它们都没有引用非静态成员函数的隐式对象参数，声明时没有 ref-qualifier [此异常不适用于此处，它们都有 ref-qualifiers]，并且 S1 将右值引用绑定到右值 [类纯右值是右值]S2 绑定左值引用。

这意味着foo&& 和const foo&& 都比const foo& 更好。

• S1和S2是引用绑定，引用所引用的类型除了顶级的cv限定符外是相同的类型，而S2初始化的引用所引用的类型更具有cv限定比由 S1 初始化的引用所引用的类型。

这意味着foo&& 优于const foo&&。

所以 Clang 是对的，它是 GCC 中的一个错误。 foo().bar() 的过载排名如下：

struct foo
{
    int&& bar() &&;             // VIABLE - BEST  (1)
    int const&& bar() const &&; // VIABLE -       (2)
    int const& bar() const &;   // VIABLE - WORST (3)
    int& bar() &;               // NOT VIABLE

    int _bar;
};

GCC 中的错误似乎仅适用于隐式对象参数（使用ref-qualifiers），对于普通参数，它似乎得到了正确的排名，至少在 4.7.2 中。