编译器如何知道为多态类型选择哪个函数？

Question

例如，我以两种不同的方式重载了operator<< ：

ofstream & operator<<(ofstream & fout, const Thing & t);

ostream & operator<<(ostream & out, const Thing & t);

之所以这样做，是因为我希望文件输出与控制台输出不同。 据我所知， ofstream是从ostream派生的，所以当我执行类似的操作时，编译器如何知道如何使用ofstream来选择重载运算符，而不是仅仅使用ostream来选择重载运算符？

ofstream fout("file.txt")
fout.open();
Thing t;
fout << t;

因为即使没有使用ofstream的重载运算符，该代码仍然可以与ostream一起使用。

Answer 1

通常，其参数与参数最匹配的候选函数就是被调用的函数。

它选择最接近的匹配，ofstream重载更加接近，但是如果没有其他重载，则ostream有效。 如果存在完全匹配的内容，它将进行匹配。

在重载解析开始之前，将通过名称查找和模板参数推导选择的函数组合在一起，以形成一组候选函数（确切的条件取决于进行重载解析的上下文）

重载解析考虑的参数-参数隐式转换序列与复制初始化（用于非引用参数）中使用的隐式转换相对应，不同之处在于当考虑转换为隐式对象参数或赋值运算符的左侧时，不考虑创建临时对象。 每种类型的标准转换序列都被分配以下三个等级之一：

1. 完全匹配：无需转换，左值到右值转换，资格转换，函数指针转换，（自C ++ 17起）类类型到相同类的用户定义转换

2. 促销：积分促销，浮点促销

3. 转换：积分转换，浮点转换，浮点积分转换，指针转换，指针到成员转换，布尔值转换，用户定义的派生类到其基类的转换

标准转化顺序的排名是它所持有的标准转化的排名中最差的（最多可能有3次转化）

Answer 2

重载分辨率始终优先选择精确匹配（如果有）。 由于没有精确匹配std::ofstream ，请参见本关于重载的更多信息。 std::ostream也匹配，但优先级较低。 如果消除了所有其他更高优先级的重载，例如消除了std::ofstream重载，它将被使用。

Answer 3

ofstream源自ostream 。 所以，

• ofstream对象将在可接受的ofstream对象的任何地方使用。 除此以外，

• 可以在可接受ostream对象的任何地方使用ofstream对象。

有关参考绑定的 C ++规范N3690：

当引用类型的参数直接绑定（8.5.3）到参数表达式时，隐式转换序列是恒等转换，除非参数表达式的类型是参数类型的派生类，在这种情况下，隐式转换序列是派生到基本的转换（13.3.3.1）。

 struct A {}; struct B : public A {} b; int f(A&); int f(B&); int i = f(b); // calls f(B&), an exact match, rather than // f(A&), a conversion 

简单来说：

• 当参数具有类类型且参数表达式具有相同类型时，隐式转换序列为身份转换。

• 当参数具有类类型并且参数表达式具有派生类类型时， 隐式转换序列是从派生类到基类的派生到基类的转换。