仅针对二元运算符防止隐式转换运算符

Question

我遇到了一个问题，我已将其归结为以下问题，其中 == 运算符使用编译即使它应该失败（C++17，在 GCC 上测试 5.x, 8.x, 和 9.x):

template <int N> struct thing {
  operator const char * () const { return nullptr; }
  bool operator == (const thing<N> &) const { return false; }
};

int main () {
  thing<0> a;
  thing<1> b;
  a == b; // i don't want this to compile, but it does
}

它正在编译的原因是因为编译器选择这样做：

(const char *)a == (const char *)b;

而不是这个：

// bool thing<0>::operator == (const thing<0> &) const
a.operator == (b);

因为后者不匹配，因为 b 是 thing<1> 而不是 thing<0>。（顺便说一句，当使用原始比较运算符时，它还会产生 unused-comparison 警告；这并不有趣，但这就是出现这些警告的原因。）

我已经在 C++ Insights 上验证了这一点（实际上这是我发现原因的方式），输出：

template <int N> struct thing {
  operator const char * () const { return nullptr; }
  bool operator == (const thing<N> &) const { return false; }
};

/* First instantiated from: insights.cpp:7 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
struct thing<0>
{
  using retType_2_7 = const char *;
  inline operator retType_2_7 () const
  {
    return nullptr;
  }
  
  inline bool operator==(const thing<0> &) const;
  
  // inline constexpr thing() noexcept = default;
};

#endif


/* First instantiated from: insights.cpp:8 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
struct thing<1>
{
  using retType_2_7 = const char *;
  inline operator retType_2_7 () const
  {
    return nullptr;
  }
  
  inline bool operator==(const thing<1> &) const;
  
  // inline constexpr thing() noexcept = default;
};

#endif


int main()
{
  thing<0> a = thing<0>();
  thing<1> b = thing<1>();
  static_cast<const char *>(a.operator const char *()) == static_cast<const char *>(b.operator const char *());
}

在 main 的最后一行显示转换运算符的用法。

我的问题是：当然，如果我将转换运算符显式化，整个过程就会正常运行，但是 我真的很想保留隐式转换运算符 and 让编译器强制正确使用 operator ==（其中“正确”= 如果参数类型不同则编译失败）。这可能吗？

请注意，让 thing<N> == const char * 工作对我来说不重要。也就是说，我不需要这个重载：

bool thing<N>::operator == (const char *) const

所以我不在乎解决方案是否打破了 == 的那种味道。

我确实在这里搜索过其他帖子；有一些具有误导性的相似标题，但最终却毫无关联。看起来有一个 相关的 问题（不需要的隐式转换），但它仍然不适用。

为了完整起见，这里有一个稍微不那么简单但更具代表性的例子，说明我实际在做什么，目的是让 == 为 thing<T,N> 和 thing<R,N>，即 N 必须相同，但第一个模板参数可以不同。我将其包括在内以防它影响可能的解决方案，因为这是我真正需要的正确行为：

template <typename T, int N> struct thing {
  operator const char * () const { return nullptr; }
  template <typename R> bool operator == (const thing<R,N> &) const { return false; }
};

int main () {
  thing<int,0> i0;
  thing<float,0> f0;
  thing<int,1> i1;
  i0 == f0;
  f0 == i0;
  i0 == i1; // should fail to compile
  f0 == i1; // should fail to compile
  i1 == i0; // should fail to compile
  i1 == f0; // should fail to compile
}

Answer 1

您可以只提供运算符的 deleted 版本以应对它不应该工作的情况，例如：

template <int N> struct thing {
  operator const void * () const { return nullptr; }
  bool operator == (const thing<N> &) const { return false; }
  template <int X>
  bool operator == (const thing<X> &) const = delete;
};

int main () {
  thing<0> a;
  thing<1> b;
  a == a; // This compiles
  a == b; // Doesn't compile
}

在 C++20 中，逻辑也可以方便地扩展到 operator!=。对于 C++20 之前的编译器，您可能也应该为 operator!= 添加相应的重载。

Answer 2

如果您将 operator const char * 标记为 explicit，那么您的代码将无法编译。

explicit 需要 C++11，但您已经在使用 nullptr，所以这不是问题。

仅针对二元运算符防止隐式转换运算符

Preventing implicit conversion operator only for binary operators

c++

templates

operator-overloading

implicit-conversion

c++17