为什么模板构造函数优于复制构造函数？

Question

#include <iostream>

struct uct
{
    uct() { std::cerr << "default" << std::endl; }

    uct(const uct &) { std::cerr << "copy" << std::endl; }
    uct(      uct&&) { std::cerr << "move" << std::endl; }

    uct(const int  &) { std::cerr << "int" << std::endl; }
    uct(      int &&) { std::cerr << "int" << std::endl; }

    template <typename T>
    uct(T &&) { std::cerr << "template" << std::endl; }
};

int main()
{
    uct u1    ; // default
    uct u2( 5); // int
    uct u3(u1); // template, why?
}

coliru

构造函数的模板重载适用于两种声明（u2 和 u3）。但是当 int 传递给构造函数时，选择了非模板重载。调用复制构造函数时，会选择模板重载。据我所知，在重载解析期间，非模板函数总是优先于模板函数。为什么复制构造函数的处理方式不同？

Answer 1

As far as I know non-template function is always preferred to template function during overload resolution.

只有当特化和非模板完全一样的时候才会这样。但是这里不是这种情况。当您调用 uct u3(u1) 时，重载设置为

uct(const uct &)
uct(uct &) // from the template

现在，由于 u1 不是 const，因此必须应用 const 转换来调用复制构造函数。要调用模板特化，它不需要做任何事情，因为它是完全匹配的。这意味着模板获胜，因为它是更好的匹配。

要停止这一点，您可以做的一件事是使用 SFINAE 将模板函数限制为仅在 T 不是 uct 时调用。那看起来像

template <typename T, std::enable_if_t<!std::is_same_v<uct, std::decay_t<T>>, bool> = true>
uct(T &&) { std::cerr << "template" << std::endl; }

Answer 2

问题是模板构造函数没有限定符 const 而非模板复制构造函数的参数中有限定符 const。如果将对象 u1 声明为 const 对象，则将调用非模板复制构造函数。

来自 C++ 标准（7 个标准转换）

1 Standard conversions are implicit conversions with built-in meaning. Clause 7 enumerates the full set of such conversions. A standard conversion sequence is a sequence of standard conversions in the following order:

(1.4) — Zero or one qualification conversion

所以复制构造函数需要一个标准的转换，而模板构造函数不需要这样的转换。

Answer 3

When copy constructor is tried to be called, template overload is chosen. As far as I know non-template function is always preferred to template function during overload resolution. Why is copy constructor handled differently?

template <typename T>
uct(T &&) { std::cerr << "template" << std::endl; }
//    ^^

选择模板版本的原因是因为编译器能够
生成一个带有签名 (T &) 的构造函数，它更适合因此被选中。

如果您将签名从 uct u1 更改为 const uct u1 那么它将适合复制构造函数（因为 u1 一开始就不是 const）。
如果您将签名从 uct(const uct &) 更改为 uct(uct&)，它会更合适并且会选择模板版本。
此外，如果您使用 uct u3(std::move(u1));

uct(uct&&)

要解决此问题，您可以使用 SFINAE 在 T 与 uct 相同时禁用重载：

template <typename T, std::enable_if_t<!std::is_same_v<std::decay_t<T>, uct>>>
uct(T&&)
{
  std::cerr << "template" << std::endl;
}

为什么模板构造函数优于复制构造函数？

Why is template constructor preferred to copy constructor?

c++

copy-constructor

constructor-overloading

function-templates

overload-resolution