不同版本的g++重载解析结果不一致

Question

当我使用g++ 5.4.0时，下面的示例代码按预期运行，但是当我将g++更新到10.2.0后，结果发生了变化。我也在clang++ 11.0.1上测试了示例代码，结果和g++ 5.4.0一样。

我搜索了一些相关问题，但没有得到有效答案。据我所知，重载函数应该在模板之前匹配，为什么 g++ 10.2.0 会得到不同的结果，我该如何解决？

因为原始源代码非常复杂，所以用其他c++特性重构它们并不容易，这个问题可以通过较小的更改来解决吗？

示例代码的目标是使用重载函数Base::operator const std::string&()执行一些特殊动作，使用模板函数执行普通动作。

#include <string>
#include <iostream>

class Base 
{
public:
    template <class T>
    operator const T&() const;
    virtual operator const std::string&() const;
};

template <class T>
Base::operator const T&() const
{
    std::cout << "use template method" << std::endl;
    static T tmp{};
    return tmp;
}

Base::operator const std::string&() const
{
    std::cout << "use overload method" << std::endl;
    const static std::string tmp;
    return tmp;
}

template <class T>
class Derive : public Base
{
public:
    operator const T&() const
    {
        const T& res = Base::operator const T&();
        return res;
    }
};

int main()
{
    Derive<std::string> a;
    const std::string& b = a;
    return 1;
}

g++ 5.4.0 结果：

g++ -std=c++11  main.cpp -o test && ./test
use overload method

g++ 10.2.0 结果：

g++ -std=c++11 main.cpp -o test && ./test          
use template method

clang++ 11.0.1 结果：

clang++ -std=c++11  main.cpp -o test && ./test
use overload method

Answer 1

这绝对是一个 GCC 错误：

template <class T>
class Derive : public Base {
 public:
  operator const T&() const override {
    using Y = std::string;
    static_assert(std::is_same<T, Y>::value, "");
    
    std::string static res;

    res = Base::operator const Y&();
    res = Base::operator const T&();
    return res;
  }
};

这里调用了 2 个不同版本的运算符，即使 Y 和 T 是相同的。 Godbolt

Clang 具有正确的行为，您可以将其用作解决方法。请务必报告该错误，以便它可以在后续的 GCC 版本中得到修复。

Answer 2

可能的解决方法：

#include <string>
#include <iostream>

class Base 
{
public:
    virtual operator const std::string&() const
    {
    std::cout << "use overload method" << std::endl;
    const static std::string tmp;
    return tmp;
    }

    template<typename T>
    operator const T&() const
    {
    std::cout << "use template method" << std::endl;
    static T tmp{};
    return tmp;
    }
};


template <class T>
class Derive : public Base
{
public:
    template<typename U = T>   // modification: let operator be template
    operator const T&() const
    {
        std::cout << "called Derive::operator T" << std::endl;   
        const T& res = Base::operator const U&();   // modification: call type operator on template type parameter
        return res;
    }
};

int main()
{
    Derive<std::string> a;
    const std::string& b = a;

    Derive<int> i;
    const int& ri = i;
    return 0;
}

通过 godbolt.org x86_64 gcc 6.3 -std=c++11 -O0

验证

输出： ASM 代编译器返回：0 执行构建编译器返回：0 返回的程序：0 使用重载方法叫 Derive::operator T 使用模板方法

不同版本的g++重载解析结果不一致

Different versions of g++ have inconsistent result of overload resolution

c++

templates

g++

language-lawyer

overload-resolution