C++ 转换运算符到 chrono::duration - 适用于 c++17 但不适用于 C++14 或更低版本

Question

以下代码使用设置为 C++17 的 gcc 7.1.0 进行编译，但不使用设置为 C++14（或 Visual Studio 2017）进行编译。在 Wandbox.

上很容易重现

要让它与 C++11/14 一起工作，必须做些什么？

#include <iostream>
#include <chrono>

int main()
{
    struct Convert
    {
        operator std::chrono::milliseconds()
        {
            std::cout << "operator std::chrono::milliseconds" << std::endl;
            return std::chrono::milliseconds(10);
        }

        operator int64_t ()
        {
            std::cout << "operator int64_t" << std::endl;
            return 5;
        }
    };

    Convert convert;

    std::chrono::milliseconds m(convert);
    std::cout << m.count() << std::endl;
    int64_t i(convert);
    std::cout << i << std::endl;
}

Answer 1

让我们从为什么这在 C++14 中不起作用开始。 std::chrono::duration（std::chrono::milliseconds 的别名是）有两个相关的 c'tors：

duration( const duration& ) = default;

template< class Rep2 >
constexpr explicit duration( const Rep2& r );

模板化的参数更适合 Convert 类型的参数。但只有当Rep2 (a.k.a Convert) 可以隐式转换为std::chrono::duration 的表示类型时，它才会参与重载决策。对于 milliseconds，即 Wandbox 上的 long。您的 int64_t 转换运算符使隐式转换成为可能。

但这就是问题所在。对此隐式转换的检查不考虑转换成员函数的 cv 限定符。因此选择了重载，但它通过 const 引用接受。并且您的用户定义的转换运算符不符合 const 资格！ @Galik 在您的 post 的评论中指出了这一点。因此，转换在 milliseconds.

的 c'tor 内失败

那么如何解决呢？两种方式：

标记转换运算符const。然而，这将为 m 和 i 选择转换为 int64_t。
将转换为 int64_t 标记为 explicit。现在模板化重载不会参与 m.

最后，为什么这在 C++17 中有效？那将保证复制省略。由于你的 Convert 有一个到 std::chrono::milliseconds 的转换，它被用来直接初始化 m。它的细节包括甚至不需要选择复制构造函数，只是稍后将其删除。

Answer 2

这是一个非常有趣的案例。 , and is arguably an LWG defect - the requirement on the converting constructor is that Rep2 is convertible to rep, but the body of that constructor attempts to convert a Rep2 const to rep - and in the particular example in OP, this is ill-formed. This is now LWG 3050.

正确解释了它无法在 C++14 上编译的原因

虽然在 C++17 中，none 标准中的相关、明确的规则已经更改。直接初始化（例如 std::chrono::milliseconds m(convert);）仍然只考虑 constructors，构造函数中重载决议的最佳匹配仍然是导致程序无法在 C++ 中编译的完全相同的有缺陷的转换构造函数14.

但是，gcc 和 clang 显然已经决定实施一个突出的核心问题，尽管还没有相关的措辞。考虑：

struct A 
{ 
  A(); 
  A(const A&) = delete; 
}; 
struct B 
{ 
  operator A(); 
}; 

B b; 
A a1 = b; // OK 
A a2(b);  // ?

根据今天的语言规则，从b复制初始化是可以的，我们使用转换函数。但是从 b 直接初始化是不行的，我们将不得不使用 A 的删除复制构造函数。

另一个鼓舞人心的例子是：

struct Cat {};
struct Dog { operator Cat(); };

Dog d;
Cat c(d);

在这里，我们必须再次通过 Cat(Cat&& ) - 在这种情况下它是格式正确的，但由于 temporary materialization.

而禁止复制省略

所以这个问题的建议解决方案是考虑构造函数和直接初始化的转换函数。在此处和 OP 示例中的两个示例中，这将产生 "expected" 行为 - 直接初始化将仅使用转换函数作为更好的匹配。 gcc 和 clang 在 C++17 模式下都走这条路，这就是今天示例编译的原因。

C++ 转换运算符到 chrono::duration - 适用于 c++17 但不适用于 C++14 或更低版本

C++ conversion operator to chrono::duration - works with c++17 but not C++14 or less

c++

c++14

chrono

conversion-operator

c++17