调用重载的static_cast是不明确的

Question

我有一些像这样的代码

struct B
{
    B() {}
    B(int v) {}
};

struct A
{
    operator int() const { return 1; }
    operator B() const { return B(); }
};

int main()
{
    A a;
    static_cast<B>(a); // Error here
    a.operator B(); // This is OK
    return 0;
}

它会产生这样的编译错误：

main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:16:21: error: call of overloaded ‘B(A&)’ is ambiguous
     static_cast<B>(a);
                     ^
main.cpp:4:5: note: candidate: B::B(int)
     B(int v) {}
     ^
main.cpp:1:8: note: candidate: constexpr B::B(const B&)
 struct B
        ^
main.cpp:1:8: note: candidate: constexpr B::B(B&&)

我不问如何解决这个问题。 只想了解为什么编译器不接受它？ 从我的POV static_cast<B>(a)等于a.operator B()但似乎编译器以不同的方式读取它。

更新：

这种行为发生在c ++ 17之前。 使用c ++ 17，此代码不会产生任何编译错误。

Answer 1

这是因为在C ++ 17和static_cast<B>(a); ， direct initialization的规则（特别是wrt copy elision ）略有改变static_cast<B>(a); 只是导致：

a.operator B();

如cppreference / direct_initialization所述 ：

如果初始化程序是一个prvalue表达式，其类型与T相同（忽略cv-qualification），则初始化程序表达式本身（而不是从中实现的临时表达式）用于初始化目标对象：请参阅copy elision（自C + +17）

当在cppreference / copy_elision中进一步阅读时，它表示自C ++ 17以来，编译器需要省略复制和移动构造。

在函数调用中，如果return语句的操作数是prvalue，并且函数的返回类型与该prvalue的类型相同。

因此，while static_cast<B>(a); pre C ++ 17可以解释为B(a.operator int())和a.operator B() ，C ++ 17必须选择第二个选项，因为a.operator B()的返回值是类型B prvalue ，它可以省略复制/移动构造。

Answer 2

C ++ 14

根据N3797 [expr.static.cast]第4段：

表达式e可以显式转换到类型T使用static_cast形式static_cast<T>(e) ，如果声明T t(e); 对于一些发明的临时变量t （8.5），其形式良好。 这种显式转换的效果与执行声明和初始化，然后使用临时变量作为转换结果相同。

表达式static_cast<B>(a)从初始化程序a执行类型B的临时变量的直接初始化。 然后N3797 [dcl.init]第17段的以下子弹适用：

如果初始化是直接初始化，或者它是复制初始化，其中源类型的cv-nonqualified版本与目标类相同的类或派生类，则考虑构造函数。 列举了适用的构造函数（13.3.1.3），并通过重载解析（13.3）选择最佳构造函数。 调用所选的构造函数来初始化对象，初始化表达式或表达式列表作为其参数。 如果没有构造函数适用，或者重载决策是不明确的，则初始化是错误的。

“适用的构造函数”由N3797 [over.match.ctor]定义：

对于直接初始化，候选函数是正在初始化的对象的类的所有构造函数。

因此所有三个构造函数： B::B(int) ， B::B(const B&) ， B::B(B&&)是重载B::B(B&&)期间的候选者。 然后比较三个对应的隐式转换序列： A->int ， A->const B& ， A->B&& 。 因此，由于N3797 [over.ics.rank]第3段中的以下子弹的条件未得到满足，因此A->int可与其他两个区分：

用户定义的转换序列U1是比另一个用户定义的转换序列U2更好的转换序列，如果它们包含相同的用户定义的转换函数或构造函数，或者它们在聚合初始化中初始化相同的类，并且在任何一种情况下都是第二个标准转换序列U1优于U2的第二标准转换序列。

此外，在N3797 [over.match.best]第1段中没有确定最佳可行函数的特殊规则，因此重载决策是不明确的，这会导致编译器错误。

C ++ 17

上面的推论也有，所以这是一个编译器错误（目前）。 由于CWG 242 ，[expr.static.cast]第4段的措辞已经改变，但它不会影响我们的结论。

注意保证副本省略不适用于此，因为它不是来自相同类型的prvalue的初始化。

C ++ 20或更高版本

已经有关于在这种直接初始化情况下添加保证副本省略的讨论 ，因此选择a.operator B()的行为可能在将来是合法的。