clang 和 gcc 用户自定义转换运算符重载选择的区别

Question

在尝试了解与 this question 相关的编译器行为（gcc 和 clang）时，我只是不明白为什么 gcc 和 clang 之间的第三种情况（如下所示）存在差异。问题不是关于这种转换 API 的正确性（尤其是参考案例）。

能否请您帮助我了解在这种情况下预期的行为（从 c++ 标准的角度来看）是什么？

编辑：如 cmets 中所述，这种行为只能在 -std=c++17 的 clang 中观察到。在此之前，引用转换和 gcc 一样使用。

EDIT2：请注意，正确的行为“似乎”是 gcc，因为隐式 this 参数不是 const，因此首选非常量重载...

这里是示例代码：

struct SInternal {
    SInternal() = default;
    SInternal(const SInternal&) {
        std::cout << "copy ctor" << std::endl;
    }
    int uuid{0};
};

struct S {
 SInternal s;

 S() = default;

 operator SInternal() const {
     std::cout << "copy conversion" << std::endl;
     return s;
 }

 operator SInternal& () {
     std::cout << "ref conversion" << std::endl;
     return s;
 }
};

int main() {
    S s;
    const S s2;
    // 1-
    //SInternal si = s; // no ambiguity, ref conversion
    //SInternal si = s2; // no ambiguity, copy conversion
    // 2-
    // SInternal& si = s; // no ambiguity, ref conversion
    // SInternal& si = s2; // no viable conversion operator SInternal& not const
    // Case 3- WHAT IS THE CORRECT EXPECTED BEHAVIOR HERE?
    SInternal si(s); // no ambiguity but clang uses copy conversion
                     // while gcc uses ref conversion
    //SInternal si(s2); // no ambiguity, copy conversion
    // 4-
    //SInternal si = std::move(s); // no ambiguity ref conversion

    std::cout << "test " << si.uuid << std::endl;
}

DEMO HERE.

感谢您的帮助。

Answer 1

这是我迄今为止的研究和 cmets 的善意帮助，试图回答我自己的问题。

非常欢迎在cmets中的任何评论改进答案。

答案与this answer 和that one 密切相关，因此问题本身可能是重复的。

gcc 案例

1. 这是直接初始化的情况（SInternal si(s);）。本案属于dcl.init：

否则，如果初始化是直接初始化，或者如果是 复制初始化，其中源的 cv 不合格版本 type 与该类的类相同或派生类 目的地，构造函数被考虑。适用的构造函数 被枚举（[over.match.ctor]），并通过 重载决议。如此选择的构造函数被调用到 使用初始化表达式或初始化对象 表达式列表作为其参数。如果没有构造函数适用，或者 重载决议不明确，初始化格式不正确。

结果：考虑SInternal()和SInternal(const SInternal&)并选择SInternal(const SInternal&)

1. 引用必须绑定到 SInternal（SInternal 是被初始化的引用的类型，S 是初始化表达式的类型）。本案属于over.match.ref：

   ... 考虑了 S 及其基类的转换函数。那些未隐藏在 S 中并产生类型“对 cv2 T2 的左值引用”（初始化对函数的左值引用或右值引用时）或“cv2 T2”或“对 cv2 T2 的右值引用”的非显式转换函数（当初始化对函数的右值引用或左值引用），其中“cv1 T”与“cv2 T2”是引用兼容的（[dcl.init.ref]），是候选函数 ...

结果：候选函数为operator SInternal() const和operator SInternal& ()

1. 重载分辨率。本案属于[over.match.ref]（本案属于over.ics.rank）：

结果：operator SInternal& () 被选中，因为隐式 this 参数是非常量。

4. 最终结果伪代码： SInternal(operator SInternal& ())

叮当声

如其他帖子中所述，该行为似乎与 CWG 2327 有关。

如果这是这种行为的编译器实现，则考虑转换函数进行直接初始化并选择operator SInternal () const。

最后一点是转换运算符的实现。如果 SInternal 复制 ctor 变得微不足道，则不会调用复制构造函数。如果定义了空的复制构造函数，则调用它 (DEMO)。

这是由于 SInternal 变为 TriviallyCopyable 的事实，因此编译器利用它来使用寄存器进行复制。如果你用更多的数据成员（例如char arr[32];）填充SInternal，它将最终使用memcpy。