gcc *有时*以一种奇怪的方式解决重载歧义

2024-03-22

在回答之前:这不是一个关于如何让这段代码做我想做的事情的问题。我已经知道该怎么做(参见这个问题的结尾)。这是一个关于理解编译器为什么要做它所做的事情的问题。

请考虑以下(简化的)代码:

#include <iostream>

void operator>>( std::istream &stream, char chr )
{
    std::cout<<"Called "<<chr<<"\n";
}

int main()
{
    char c='b';
    std::cin>>c;

    return 0;
}

使用 gcc 4.8.2 和 -Wall -Wextra 编译会产生一个不相关的警告(流未使用)。但是,运行时会打印“Called b”。

我预计会发生两件事之一。程序要么从标准输入读取一个字符,要么代码无法编译,因为编译器发现我的运算符和标准库定义的运算符不明确。标准库定义的运算符,根据我的理解,相当于:

std::istream &operator>>( std::istream &stream, char &c )

不管怎样,我都没想到会打电话给我的接线员。

更奇怪的是,由于上面提到的歧义,以下代码无法编译:

#include <iostream>

void function(char &chr)
{
    std::cout<<"1 "<<chr<<"\n";
}

void function(char chr)
{
    std::cout<<"2 "<<chr<<"\n";
}

int main()
{
    char c='a';
    function(c);

    return 0;
}

除了使用函数而不是运算符之外,我认为编译器对这两种情况的决定没有任何区别。

注意:我完全意识到标准库定义的内容与我上面写的原型并不完全相同。我认为,当涉及到解析函数时,至少在这个用例中,没有什么区别。请记住,std 定义不能有默认参数,因为这是运算符重载。

另外,正如我在问题开头所写的那样,我已经知道如何使代码做正确的事情。使用“const char &”而不是“char”定义运算符会导致编译器选择正确的重载。


对于通话std::cin>>c;有两个可行的功能。你所声明的那个

void operator>>( std::istream &stream, char chr );

以及在 Streams 库中定义的一个(作为函数模板的专门化):

template< class CharT, class Traits >
basic_istream<CharT,Traits>& operator>>( basic_istream<CharT,Traits>& st, CharT& ch );

选择最终赢得重载决议的最佳可行函数,如下所示13.3.3 [over.match.best]:

1 ICSi(F) 定义如下:

— 如果 F 是静态成员函数,则 ICS1 (F) 的定义使得 ICS1 (F) 既不比 ICS1 更好也不比 ICS1 更差 (G) 对于任何函数 G,并且对称地,ICS1 (G) 都不是更好 不比 ICS1 (F) 更差;否则,

— 让 ICSi(F) 表示 隐式转换序列,用于转换中的第 i 个参数 列出可行函数 F 的第 i 个参数的类型。 13.3.3.1 定义隐式转换序列和 13.3.3.2 定义了一个隐式转换序列是一个更好的转换序列或更差的转换序列意味着什么 其他。

考虑到这些定义,可行的函数 F1 被定义为更好的 函数比另一个可行函数 F2 如果对于所有参数 i, ICSi(F1) 并不是比 ICSi(F2) 更差的转换序列,然后

— 对于某些参数 j,ICSj(F1) 是比 ICSj(F2),或者,如果不是这样,

— 上下文是一个初始化 用户定义的转换(参见8.5、13.3.1.5和13.3.1.6)和 从 F1 的返回类型到 目标类型(即正在初始化的实体的类型)是 比标准转换序列更好的转换序列 F2 到目标类型的返回类型。
[ 例子:omitted] 或者,如果不是这样,

F1 是非模板函数 F2 是函数模板特化,或者,如果不是这样的话,

— F1 和 F2 是函数模板特化,并且函数 根据 F1 的模板比 F2 的模板更专业 14.5.6.2 中描述的部分排序规则。

2 如果恰好有一个可行的函数是更好的函数 比所有其他可行的功能,那么它是由 过载解析;否则调用的格式不正确。

为了简化它 - 在其他条件相同的情况下,非模板比模板特化更匹配。

在示例中function,候选人之间不存在这种区别。调用所需的两个隐式转换序列(char->char& and char->char) 是身份转换并且是不明确的。

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