c++ - 为什么在三元运算符中使用std::ostream不能编译？

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    std::ostream o(nullptr);
    true ? std::ostream(nullptr) : std::ostream(nullptr); // A
    true ? std::ostream(nullptr) : o; //B
    return 0;
}

我想知道为什么A可以正常编译，而B失败并显示错误:

prog.cpp: In function ‘int main()’:
prog.cpp:7:33: error: ‘std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::basic_ostream(const std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>]’ is protected within this context
  true ? o : std::ostream(nullptr);
                                 ^

因此，我找到了这个站点:https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/cpp/conditional-operator-q?view=vs-2017，它表示当三元运算符具有参数时(通过“参数”，我指的是:左右两边的参数)，则可以导致参数的复制，强制转换等。 std::ostream具有定义为protected的副本构造函数。因此，在A中，三元运算符将获得相同类型的两个参数，因此不会进行复制，因此没有问题。而在B中，三元运算符会获得不同类型的参数，这显然会导致需要std::ostream进行复制。到目前为止一切似乎还可以。

但是后来我尝试了这个:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    std::ostream o(nullptr);
    std::ostream & oRef = o;
    std::ostream && oRRef = std::ostream(nullptr);
    true ? std::ostream(nullptr) : std::ostream(nullptr); // A
    true ? std::ostream(nullptr) : o; //B
    true ? std::ostream(nullptr) : oRef; // C
    true ? std::ostream(nullptr) : oRRef; // D
    true ? std::ostream(nullptr) : std::move(oRRef); // E
    return 0;
}

C，D和E也会因类似错误而失败。

所以我有几个问题。表达式的类型是什么:std::ostream(nullptr)？三元运算符在具有不同类型的情况下会复制其参数，而在具有相同类型的情况下却从不复制吗？我想念或需要知道的其他内容吗？

最佳答案

该标准包含一些有关如何评估条件表达式的复杂规则([expr.cond])。但是，除了在这里引用这些规则之外，我将解释您应该如何考虑它们。

条件表达式的结果可以是lvalue，xvalue或prvalue。但是必须在编译时知道其中之一。 (表达式的值类别永远不能取决于运行时发生的事情)。很容易看出，如果第二个和第三个表达式都是相同类型的左值，那么结果也可以设为左值，而不必进行复制。如果第二个和第三个表达式都是相同类型的prvalue，则从C++ 17开始，也不会发生复制--T类型的prvalue表示T类型的对象的延迟初始化，并且编译器仅根据条件选择要传递的那两个prvalue中的哪个，最终用于初始化对象。

但是，当一个表达式是左值，而另一个表达式是相同类型的prvalue时，则结果必须是prvalue。如果标准说结果将是左值，那将是不合逻辑的，因为条件可能导致选择prvalue操作数，并且您无法将prvalue转换为左值。但是您可以反过来做。因此，该标准表示，当一个操作数是左值，而另一个是相同类型的prvalue时，则左值必须经过左值到右值的转换。并且，如果您尝试对std::ostream对象进行从左值到右值的转换，则由于复制构造函数被删除，程序将格式错误。

从而:

在A中，两个操作数都是prvalue，因此不存在从左值到右值的转换。这在C++ 17中是可以的(但在C++ 14中不是)。

在B中，o需要从左值到右值转换，因此不会编译。

在C中，oRef是一个左值，因此仍然需要从左值到右值的转换，因此也不会编译。

在D中，oRRef仍然是左值(因为右值引用的名称是左值)。

在E中，一个参数是prvalue，一个参数是xvalue。 xvalue仍需要转换为prvalue才能使结果成为prvalue。

E的情况值得进一步说明。在C++ 11中，很明显，如果一个参数是xvalue，而另一个参数是相同类型的prvalue，则xvalue必须经过(误称)从lvalue到rvalue的转换才能产生prvalue。在std::ostream的情况下，它使用 protected move构造函数(因此该程序违反了成员访问控制)。在C++ 17中，可以考虑更改规则，以便不再将xvalue转换为prvalue，而是将prvalue实体化以产生xvalue，从而避免了移动的需要。但是，这种更改没有明显的好处，并且是否是最合理的行为值得怀疑，因此这可能就是为什么不进行更改的原因(如果考虑的话)。

关于c++ - 为什么在三元运算符中使用std::ostream不能编译？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/54714735/