在沒有警告/錯誤的情況下對引用進行隱式重新解釋

Question

剛剛發現陰險崩潰的原因是編譯器不加思索的狂野演員 ，無視類型。 這是預期的行為還是編譯器錯誤？

問題 ：當涉及類型定義時，可以進行隱式重新解釋轉換，從而破壞類型系統。

#include <iostream>

template<class A, class B>
inline bool
isSameObject (A const& a, B const& b)
{
  return static_cast<const void*> (&a)
      == static_cast<const void*> (&b);
}


class Wau
  {
    int i = -1;
  };

class Miau
  {
  public:
    uint u = 1;
  };


int
main (int, char**)
{
  Wau wau;
  using ID = Miau &;
  ID wuff = ID(wau);      // <<---disaster

  std::cout << "Miau=" << wuff.u
            << " ref to same object: " <<std::boolalpha<< isSameObject (wau, wuff)
            << std::endl; 
  return 0;
}

我很震驚地發現gcc-4.9，gcc-6.3和clang-3.8接受此代碼沒有任何錯誤並產生以下輸出：

Miau=4294967295 ref to same object: true

請注意我使用類型構造函數語法ID(wau) 。 我希望在C風格的演員(ID)wau上有這樣的行為，即(ID)wau 。 只有在使用新式花括號語法ID{wau}我們ID{wau}得到預期的錯誤...

~$ g++ -std=c++11 -o aua woot.cpp

woot.cpp: In function ‘int main(int, char**)’:
woot.cpp:31:21: error: no matching function for call to ‘Miau::Miau(<brace-enclosed initializer list>)’
     ID wuff = ID{wau};
                 ^
woot.cpp:10:7: note: candidate: constexpr Miau::Miau()
 class Miau
       ^~~~
woot.cpp:10:7: note:   candidate expects 0 arguments, 1 provided
woot.cpp:10:7: note: candidate: constexpr Miau::Miau(const Miau&)
woot.cpp:10:7: note:   no known conversion for argument 1 from ‘Wau’ to ‘const Miau&’
woot.cpp:10:7: note: candidate: constexpr Miau::Miau(Miau&&)
woot.cpp:10:7: note:   no known conversion for argument 1 from ‘Wau’ to ‘Miau&&’

不幸的是，由於std::initializer_list fiasco，大括號語法通常是模板重碼中的禁忌。 所以對我來說這是一個嚴重的問題，因為類型系統的保護在這里有效地破壞了。

• 有人可以解釋這種行為背后的原因嗎？
• 它是某種向后兼容性（再次，嘆息）？

Answer 1

可以進行隱式重新解釋轉換，破壞類型系統。

 ID wuff = ID(wau); 

這不是一個“隱含的”重新詮釋。 這是一種顯式類型轉換。 雖然轉換確實重新解釋的事實確實不容易看到。 具體來說，強制轉換的語法稱為“功能樣式”。

如果您不確定哪種類型的強制類型轉換（無論是使用函數語法還是C樣式語法）執行，那么您應該避免使用它。 許多人認為永遠不應該使用顯式類型轉換。

如果您使用的是static_cast ，那么您將保持在類型系統的保護范圍內：

ID wuff = static_cast<ID>(wau);

error: non-const lvalue reference to type 'Miau' cannot bind to a value of unrelated type 'Wau'

簡單地依賴隱式轉換通常也是安全的：

ID wuff = wau;

error: non-const lvalue reference to type 'Miau' cannot bind to a value of unrelated type 'Wau'

這是預期的行為嗎？

是。

還是編譯錯誤？

沒有。

Answer 2

要成為完全語言律師， T(expression)是expression結果到T ¹的轉換 。 此轉換與調用類的構造函數^2有效 。 這就是為什么我們傾向於調用非顯式構造函數，只使用一個參數作為轉換構造函數 。

using ID = Miau &;
ID wuff = ID(wau);

這相當於對ID的強制轉換表達式 。 由於ID不是類類型，因此會發生C樣式轉換。

有人可以解釋這種行為背后的原因嗎？

我真的不知道為什么它曾經是C ++的一部分。 這不是必需的。 這是有害的。

它是某種向后兼容性（再次，嘆息）？

不一定，使用C ++ 11到C ++ 20，我們已經看到了重大變化。 這可以在某一天刪除，但我懷疑它會。

---

^1）

[expr.type.conv]

1. simple-type-specifier或typename-specifier后跟帶括號的可選表達式列表或braced-init-list （初始化程序），在給定初始化程序的情況下構造指定類型的值。 [...]
2. 如果初始值設定項是帶括號的單個表達式，則類型轉換表達式等效於相應的強制轉換表達式 。 [...]

^2） （當T是類類型並且存在這樣的構造函數時）

[class.ctor]/2

構造函數用於初始化其類類型的對象。 因為構造函數沒有名稱，所以在名稱查找期間永遠不會找到它們; 但是，使用函數表示法（[expr.type.conv]）的顯式類型轉換將導致調用構造函數來初始化對象。