为什么编译器在执行operator<<时不能使用class的std::string转换函数？

Question

考虑下面的 struct 和一个用户定义的转换函数，可以将其自身转换为 const char*;

struct S {
  operator const char*() { return "hello"; }
};

这与 <iostream> 一起工作，我们可以打印 struct S 而没有错误消息：

std::cout << S{} << '\n';

但是如果我将 return 类型更改为 std::string:

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

我收到此编译器错误消息：

<source>:11:13: error: no match for 'operator<<' (operand types are 'std::ostream' {aka 'std::basic_ostream<char>'} and 'S')
11 |   std::cout << S{} << '\n';
   |   ~~~~~~~~~ ^~ ~~~
   |        |       |
   |        |       S
   |        std::ostream {aka std::basic_ostream<char>}
    <source>:11:18: note:   'S' is not derived from 'const std::__cxx11::basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator>'
11 |   std::cout << S{} << '\n';
   |                  ^

为什么编译器不能使用 std::string 转换？内置和class类型的转换函数有区别吗？

Answer 1

因为operator<< for std::basic_string是一个有3个模板参数的模板：

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);

并且在template argument deduction中不会考虑隐式转换：

Type deduction does not consider implicit conversions (other than type adjustments listed above): that's the job for overload resolution, which happens later.

然后给定 std::cout << S{};，模板参数 CharT、Traits 和 Allocator 无法在第二个函数参数上推导。

另一方面，operator<< for const char*没有这样的问题；给定 std::cout << S{};，模板参数 CharT 和 Traits 只能从第一个函数参数推导出来。推导后，会进行S到const char*的隐式转换，调用正常

为什么编译器在执行operator<<时不能使用class的std::string转换函数？

Why can't the compiler use the std::string conversion function of the class when perform operator<<?

c++

iostream

cout

stdstring