为什么将 `istream&` 用于临时的 `stringstream` 有效，但在使用 `stringstream&` 时却不行？

Question

考虑以下代码，它编译并运行：

#include <iostream>
#include <sstream>
struct Foo {};
void operator>>(std::istream &, Foo) {
}
int main() {
    std::stringstream{} >> Foo{};
}

但是，如果我将 std::istream 更改为 std::stringstream，则会出现错误：

c.cpp: In function 'int main()':
c.cpp:7:25: error: no match for 'operator>>' (operand types are 'std::stringstream' {aka 'std::__cxx11::basic_stringstream<char>'} and 'Foo')
    7 |     std::stringstream{} >> Foo{};
      |          ~~~~~~~~~~~~~~ ^~ ~~~~~
      |          |                 |
      |          |                 Foo
      |          std::stringstream {aka std::__cxx11::basic_stringstream<char>}
c.cpp:4:6: note: candidate: 'void operator>>(std::stringstream&, Foo)' (near match)
    4 | void operator>>(std::stringstream &, Foo) {
      |      ^~~~~~~~
c.cpp:4:6: note:   conversion of argument 1 would be ill-formed:
c.cpp:7:10: error: cannot bind non-const lvalue reference of type 'std::stringstream&' {aka 'std::__cxx11::basic_stringstream<char>&'} to an rvalue of type 'std::stringstream' {aka 'std::__cxx11::basic_stringstream<char>'}
    7 |     std::stringstream{} >> Foo{};
      |          ^~~~~~~~~~~~~~

这是有道理的：我不能将左值引用绑定到右值（临时）对象。

为什么第一个代码可以编译？

UPD: 我的编译器是

g++ (Rev2, Built by MSYS2 project) 10.3.0
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

并且标志是 -std=gnu++17 -Wall -Wextra -Wshadow -O2

UPD2：最后有一个关于 Brian Bi 正在谈论的运算符的错误：

In file included from C:/Software/msys64/mingw64/include/c++/10.3.0/iostream:40,
                 from c.cpp:1:
C:/Software/msys64/mingw64/include/c++/10.3.0/istream:980:5: note: candidate: 'template<class _Istream, class _Tp> typename std::enable_if<std::__and_<std::__not_<std::is_lvalue_reference<_Tp> >, std::__is_convertible_to_basic_istream<_Istream>, std::__is_extractable<typename std::__is_convertible_to_basic_istream<_Tp>::__istream_type, _Tp&&, void> >::value, typename std::__is_convertible_to_basic_istream<_Tp>::__istream_type>::type std::operator>>(_Istream&&, _Tp&&)'
  980 |     operator>>(_Istream&& __is, _Tp&& __x)
      |     ^~~~~~~~
C:/Software/msys64/mingw64/include/c++/10.3.0/istream:980:5: note:   template argument deduction/substitution failed:
C:/Software/msys64/mingw64/include/c++/10.3.0/istream: In substitution of 'template<class _Istream, class _Tp> typename std::enable_if<std::__and_<std::__not_<std::is_lvalue_reference<_Tp> >, std::__is_convertible_to_basic_istream<_Istream>, std::__is_extractable<typename std::__is_convertible_to_basic_istream<_Tp>::__istream_type, _Tp&&, void> >::value, typename std::__is_convertible_to_basic_istream<_Tp>::__istream_type>::type std::operator>>(_Istream&&, _Tp&&) [with _Istream = std::__cxx11::basic_stringstream<char>; _Tp = Foo]':
c.cpp:7:32:   required from here
C:/Software/msys64/mingw64/include/c++/10.3.0/istream:980:5: error: no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, std::basic_istream<char>&>'

Answer 1

虽然看起来很奇怪，但这段代码的格式是正确的。它应该总是编译。参见 Godbolt。当 operator>> 重载更改为采用 std::stringstream&.

时，它也应该编译

原因是类存在一个特殊的右值 operator>> 重载来自 std::ios_base，标记为 (3) here:

template< class Istream, class T >
Istream&& operator>>( Istream&& st, T&& value );

效果相当于：

st >> std::forward<T>(value);
return std::move(st);

这是您的代码调用的 operator>> 重载。它委托给你写的 operator>> 。（因为 Foo 是全局命名空间的成员，由于 ADL，非限定名称查找将从任何上下文中找到您的 operator>>。）

如果您的工具链没有右值流提取运算符，那么您的代码将无法编译，因为很明显，非常量左值引用 Base& 永远不会绑定到右值Derived 类型（其中 Derived 派生自 Base）。

我不知道为什么标准库中存在右值流提取运算符。我认为这是因为有人意识到如果 is 恰好是流类型的右值表达式，则 is >> x 没有充分的理由不工作。但是许多现有的 operator>> 都是自由函数，它们将对 basic_istream 的左值引用作为它们的第一个参数。所以添加这个右值 operator>> 重载，它委托给一个左值，是这个问题的解决方案。根据这个观点，你的代码编译的事实不是一个错误：你可以编写一个 operator>> 是有意的，它采用对流类型的非常量左值引用，并且它也适用于右值。

为什么将 `istream&` 用于临时的 `stringstream` 有效，但在使用 `stringstream&` 时却不行？

Why does taking `istream&` to a temporary `stringstream` work, but not when taking `stringstream&`?

c++

rvalue