C++ 操作数到标准运算符的隐式转换

Question

我在理解 C++ 使用隐式转换的条件时遇到一些问题。假设我有一个 class:

class SomeClass
{
private:
    int val;
public:
    SomeClass(int i) :val{ i } {}
    operator string() { return to_string(val); }
};

为什么在将此 class 与运算符一起使用时我需要转换为字符串？为什么它不隐式执行转换？

代码：

int main(void)
{
    SomeClass sc = 4;
    cout << (string)sc << endl; //prints 4, compiles fine
    cout << sc << endl;//does not compile, no operator "<<" matches these operands

    string str1 = sc;//compiles fine, performs cast
    string str2 = "Base String" + sc;//does not compile, no operator "+" matches these operands
}

这个问题的学术性多于实际性，因为无论如何只使用强制转换更具可读性。

Answer 1

std::cout 不接受 std::string.
它接受一个模板化的 std::basic_string，要推导其参数。
有关详细信息，请参阅 here。

让我们考虑以下示例：

#include<string>

struct SomeClass {
    operator std::string() { return ""; }
};

template <class CharT, class Traits, class Allocator>
void f(const std::basic_string<CharT, Traits, Allocator> &) {}

template <class CharT, class Traits, class Allocator>
void f(std::basic_string<CharT, Traits, Allocator> &) {}

int main(void) {
    SomeClass sc{};
    f((std::string)sc);
    //f(sc);
}

这与您的情况类似。
当然，f(sc) 由于几乎相同的原因无法编译。

问题是要推导出模板参数 SomeClass 应该转换为 std::string。为了能够将其转换为 std::string，编译器应该猜测存在有效的重载并尝试使用它。无论如何，从它的角度来看，这样一个可行的函数并不存在，因为模板参数仍然需要推导，为了推导它们，编译器应该猜测 SomeClass 的重载存在于强制转换之后。不能，因为……等等。

我还没有检查过，但我敢打赌类似的东西也适用于 operator+。

Answer 2

写cout << (string)sc时用到的operator<< overload是一个函数模板：

template <class CharT, class Traits, class Allocator>
std::basic_ostream<CharT, Traits>&
    operator<<(std::basic_ostream<CharT, Traits>& os,
               const std::basic_string<CharT, Traits, Allocator>& str);

这是因为 std::string 本身就是一个 class 模板，并且可以用 char 以外的其他类型进行实例化，并且如果将字符写入流，应该仍然可以打印相同的字符类型。事实上，这正是 std::wstring 所发生的情况，其中 CharT 是 wchar_t 而不是 char。如果您使用合适的流，同样 operator<< 可以工作。

当您写 cout << sc 时，会考虑特定的重载。然后拒绝该重载，因为编译器无法推断出将哪种类型用于 CharT 和其他类型。如果它已经知道将执行转换，则它只能推断出类型，但转换尚未被考虑，它们只会在稍晚的阶段进行检查。

如果有一个非模板 operator<< 重载占用了 std::string，那么它将起作用，sc 将被隐式转换。

C++ 操作数到标准运算符的隐式转换

C++ implicit conversions in operands to standard operators

c++

operators

visual-c++

implicit-conversion