為什么這個涉及重載運算符和隱式轉換的C ++表達式不明確？

Question

在下面的例子中， operator bool打破了operator<的使用。 任何人都可以解釋為什么bool與if (a < 0)表達式中的特定運算符相關，是否有解決方法？

struct Foo {
    Foo() {}
    Foo(int x) {}

    operator bool() const { return false; }

    friend bool operator<(const Foo& a, const Foo& b) {
        return true;
    }
};

int main() {
    Foo a, b;
    if (a < 0) {
        a = 0;
    }
    return 1;
}

當我編譯時，我得到：

g++ foo.cpp
foo.cpp: In function 'int main()':
foo.cpp:18:11: error: ambiguous overload for 'operator<' (operand types are 'Foo' and 'int')
     if (a < 0) {
           ^
foo.cpp:18:11: note: candidate: operator<(int, int) <built-in>
foo.cpp:8:17: note: candidate: bool operator<(const Foo&, const Foo&)
     friend bool operator<(const Foo& a, const Foo& b)

Answer 1

這里的問題是C ++有兩個選項來處理a < 0表達式：

• 將a轉換為bool ，並使用內置運算符< （一次轉換）將結果與0進行比較
• 將0轉換為Foo ，並將結果與<您定義的結果（一次轉換）進行比較

這兩種方法都等同於編譯器，因此它會發出錯誤。

您可以通過在第二種情況下刪除轉換來明確這一點：

if (a < Foo(0)) {
    ...
}

Answer 2

重點是：

首先， operator <有兩個相關的重載。

• operator <(const Foo&, const Foo&) 。 使用此重載需要使用Foo(int)將文字0轉換為Foo的用戶定義。
• operator <(int, int) 。 使用此重載需要使用用戶定義的operator bool()將Foo轉換為bool ，然后將提升轉換為int （在標准中，這與轉換不同，正如Bo Persson所指出的那樣）。

這里的問題是：模糊性從何而來？ 當然，第一次呼叫只需要用戶定義的轉換，比第二次呼叫更明智，這需要用戶定義的轉換，然后是促銷？

但事實並非如此。 該標准為每個候選人分配一個等級。 但是，“用戶定義的轉換后跟促銷”沒有等級。 這與僅使用用戶定義的轉換具有相同的等級。 簡單地（但非正式地）放置，排名順序看起來有點像這樣：

1. 完全符合
2. （僅）促銷要求
3. （僅）需要隱式轉換（包括從C繼承的“不安全”轉換，如float到int ）
4. 需要用戶定義的轉換

（免責聲明：如上所述，這是非正式的。當涉及多個參數時，它會變得更加復雜，而且我也沒有提到參考或cv資格。這只是作為一個粗略的概述。）

所以，希望這可以解釋為什么這個電話是模棱兩可的。 現在就如何解決這個問題的實際部分。 幾乎從來沒有提供operator bool()希望它隱含地用在涉及整數運算或比較的表達式中。 在C ++ 98中，有一些模糊的解決方法，從std::basic_ios<CharT, Traits>::operator void *到“改進的”更安全版本，涉及指向成員或不完整私有類型的指針。 幸運的是，在隱式使用operator bool()之后，C ++ 11引入了一種更可讀且更一致的方法來阻止整數提升，這是為了將運算符標記為explicit 。 這將完全刪除operator <(int, int)重載，而不是僅僅“降級”它。

正如其他人所提到的，您也可以將Foo(int)構造函數標記為顯式。 這將消除operator <(const Foo&, const Foo&)重載的相反效果。

第三種解決方案是提供額外的重載，例如：

• operator <(int, const Foo&)
• operator <(const Foo&, int)

在這個例子中，后者將優先於上述重載作為完全匹配，即使你沒有explicit引入。 例如，同樣如此

• operator <(const Foo&, long long)

這比a < 0 operator <(const Foo&, const Foo&)因為它的使用僅需要促銷。

Answer 3

因為編譯器不能在bool operator <(const Foo &,const Foo &)和operator<(bool, int) ，它們都適合這種情況。

為了解決這個問題，請使第二個構造函數explicit ：

struct Foo
{
    Foo() {}
    explicit Foo(int x) {}

    operator bool() const { return false; }

    friend bool operator<(const Foo& a, const Foo& b)
    {
        return true;
    }
};

編輯：好的，最后我得到了一個問題的真正意義:) OP問為什么他的編譯器提供operator<(int, int)作為候選者，盡管“不允許多步轉換” 。

答：是的，為了調用operator<(int, int)對象a需要將其轉換為Foo -> bool -> int 。 但是 ，C ++標准實際上並沒有說“多步轉換是非法的”。

§12.3.4[class.conv]

最多一個用戶定義的轉換（構造函數或轉換函數）隱式應用於單個值。

bool to int 不是用戶定義的轉換，因此它是合法的，編譯器有權選擇operator<(int, int)作為候選者。

Answer 4

這正是編譯器告訴你的。

解決編譯器的if (a < 0)一種方法是使用您提供的Foo(int x)構造函數從0創建對象。

第二個是使用operator bool轉換並將其與int （提升）進行比較。 您可以在數字促銷部分閱讀更多相關信息。

因此，它對於編譯器來說是模棱兩可的，它無法決定你希望它走哪條路。