c++ - 为什么bool(val)比val.operator bool()更喜欢双隐式转换？

下面的代码段取消引用了nullptr。

struct Foo {
    int *bar;
    operator int&() {
        return *bar;
    }
    explicit operator bool() const {
        return bar;
    }
};
int main() {
    Foo f {nullptr};
    auto _ = bool(f);
}

为什么bool(f)调用bool(f.operator int&())而不是按预期的方式调用f.operator bool()？

有没有一种方法可以使bool(f)按预期的方式调用f.operator bool()而不将operator int&标记为explicit？

最佳答案

在用户定义的转换的过载解析中，参数转换排名优先于返回类型转换排名
以下所有标准引用均引用N4659: March 2017 post-Kona working draft/C++17 DIS。

准备工作
为避免必须处理段错误，减少auto类型并考虑标记了explicit的转换函数，请考虑以下示例的简化变体，该变体具有相同的行为:

#include <iostream>

struct Foo {
    int bar{42};
    operator int&() {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__;
        return bar;
    }
    operator bool() const {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__;
        return true;
    }
};

int main() {
    Foo f {};
    // (A):
    bool a = f;  // Foo::operator int&()
}

TLDR

初始化转换序列的可行候选函数为

operator int&(Foo&)
operator bool(const Foo&)

和[over.match.best]/1.3(在函数参数上排名)优先于[over.match.best]/1.4(在从返回类型转换时排名)，这意味着operator int&(Foo&)会被[over.match.best]选为Foo&类型的参数，因为它是毫无歧义的完美匹配。 ]/1.3规则，而operator bool(const Foo&)则不是。
在这方面，因为我们依赖[over.match.best]/1.3，所以它与仅重载const -qualification只是简单地没有什么不同:

#include <iostream>

struct Foo {};

void f(Foo&) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << "\n"; }
void f(const Foo&) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << "\n"; }

int main() {
    Foo f1 {};
    const Foo f2{};
    f(f1); // void f(Foo&)
    f(f2); // void f(const Foo&)
}

如上所述，如果为成员函数重载提供匹配的cv限定词，则根据[over.match.best]/1.3，隐式对象参数将不再有任何区别，并且bool转换函数将被选择为根据[over.match.best]/1.4最可行。请注意，通过将int&转换函数标记为explicit，它将不再是可行的候选者，并且选择bool转换函数并不是因为它是最可行的重载，而是因为它是唯一可行的重载。

细节
(A)处的表达式是初始化的，其语义具体由[dcl.init]/17.7 [提取，强调我的]所控制:

其中[over.match.conv]/1描述在重载解析中哪些转换函数被视为候选函数:

在此示例中，cv T(正在初始化的对象的类型)是bool，因此，两个已使用的转换函数都是可行的候选方法，因为一个函数直接产生bool类型，另一个产生可以通过以下方式转换为bool类型的类型:标准转换序列(int到bool)；按照[conv.bool]:

此外，初始化器表达式的类型为Foo，并且[over.match.funcs]/4决定用户定义的转换函数的隐式对象参数的类型的cv限定是相应函数的cv限定:

因此，重载解决方案我们可以总结如下:

// Target type: bool
// Source type: Foo

// Viable candidate functions:
operator int&(Foo&)
operator bool(const Foo&)

在继续进行过载解析如何选择最佳可行候选时，我们在不失一般性的情况下(根据[over.match.funcs]/5)将隐含对象参数添加为显式函数参数。
现在，[over.ics.user]，尤其是[over.ics.user]/2对此进行了总结:

特别是选择最佳可行候选人的规则受[over.match.best]约束，尤其是[over.match.best]/1:

这里的关键是[over.match.best]/1.4关于候选者返回类型的转换(转换为目标类型)仅在无法通过[over.match.best]/1.3消除过载的情况下适用。。但是，在我们的示例中，请记住可行的候选函数是:

operator int&(Foo&)
operator bool(const Foo&)

根据[over.ics.rank]/3.2，尤其是[over.ics.rank]/3.2.6:

意思是，对于Foo&类型的参数，operator int&(Foo&)将是更好的(/1.3:精确)匹配，而对于例如类型为const Foo&的参数，operator bool(const Foo&)将是唯一的匹配项(Foo&将不可行)。

关于c++ - 为什么bool(val)比val.operator bool()更喜欢双隐式转换？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/64838687/