Return 将初始化列表与 returns 引用的用户定义的转换运算符一起使用时复制值

Question

我正在尝试围绕 shared_ptr 编写一个可以隐式取消引用基础类型的包装器。代码如下：

#include <memory>

template<typename T>
class PtrWrapper {
public:
  PtrWrapper(std::shared_ptr<T> ptr) : ptr_(ptr) {}
  operator T& () {
    return *ptr_;
  }
  T& ref() {
    return *ptr_;
  }
private:
  std::shared_ptr<T> ptr_;
};

看起来没什么问题。我尝试了几种使用包装器的方法：

#include <iostream>

class Nothing {
public:
  Nothing() {
    std::cout << "Construct " << this << std::endl;
  }
  Nothing(Nothing const& parent) {
    std::cout << "Copy " << &parent << " " << this << std::endl;
  }
  Nothing(Nothing && parent) {
    std::cout << "Move " << &parent << " " << this << std::endl;
  }
  ~Nothing() {
    std::cout << "Destruct " << this << std::endl;
  }
};

int main() {

  PtrWrapper<Nothing> wrapper{std::make_shared<Nothing>()};

  // #1: OK
  Nothing & by_assignment = wrapper;
  // #2: OK
  Nothing & by_operator{wrapper.operator Nothing &()};
  // #3: OK
  Nothing & by_function{wrapper.ref()};
  // #4: OK
  Nothing & by_initialization(wrapper);

  // #5: Compile error: non-const lvalue reference to type 'Nothing' cannot bind to an initializer list temporary
  // Nothing & by_initialization_2{wrapper};

  // #6: The `Nothing` class is copied, which is not expected
  Nothing const& by_initialization_3{wrapper};

  return 0;
}

包装器 class 适用于赋值和括号初始化。

奇怪的是，当我尝试使用初始化列表（上面代码中的#5 和#6）初始化 Nothing& 时，该值被复制，我必须使用 const 引用它.但是，当我显式调用 wrapper.operator Nothing &() 之类的转换运算符时（上面代码中的#2），我得到了对在第一行构造的原始对象的正确引用。

我读过 cppreference 并发现初始化列表是一个复制初始化的临时列表，但是当 operator Nothing &() 被显式调用时为什么代码工作是没有意义的。

任何人都可以帮我弄清楚这里发生了什么？非常感谢！

Answer 1

你实际上是在reference initialization这里：

Nothing & by_initialization_2{wrapper};

规则说由于初始化器与绑定的引用不是同一类型，因此考虑 user-defined 转换运算符，这很好，因为您有适当的转换运算符。

但是，如果转换函数返回的 l-value 通过 brace-init 列表传递，则会具体化一个临时对象。由于无法将 non-const 引用绑定到临时对象，因此初始化失败。

Return 将初始化列表与 returns 引用的用户定义的转换运算符一起使用时复制值

Return value is copied when using initializer list with a user-defined conversion operator that returns reference

c++

initializer-list

implicit-conversion