如果包含<iostream>，则无法编译operator ==

Question

如果满足以下条件，则以下代码可完美编译：

1. 我不包括<iostream>或

2. 我命名operator==为alp::operator==。

我想有一个问题<iostream>和operator==，但我不知道是什么。

我用gcc 7.3.0，clang ++-6.0和goldbolt编译代码。总是相同的错误。

问题在于编译器正在尝试将to的参数转换operator==为const_iterator，但是为什么呢？（我想编译器看不到我的版本，而是在operator==寻找其他版本）。

#include <vector>
#include <iostream> // comment and compile


namespace alp{

template <typename It_base>
struct Iterator {
    using const_iterator    = Iterator<typename It_base::const_iterator>;

    operator const_iterator() { return const_iterator{}; }
};


template <typename It_base>
bool operator==(const Iterator<It_base>& x, const Iterator<It_base>& y)
{ return true;}

}// namespace

struct Func{
    int& operator()(int& p) const {return p;}
};


template <typename It, typename View>
struct View_iterator_base{
    using return_type     = decltype(View{}(*It{})); 

    using const_iterator =
              View_iterator_base<std::vector<int>::const_iterator, Func>;
};


using view_it =
    alp::Iterator<View_iterator_base<std::vector<int>::iterator, Func>>;


int main()
{
    view_it p{};
    view_it z{};

    bool x = operator==(z, p); // only compiles if you remove <iostream>
    bool y = alp::operator==(z,p); // always compile
}

错误信息：

yy.cpp: In instantiation of ‘struct View_iterator_base<__gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >, Func>’:

yy.cpp:9:73:   required from ‘struct    alp::Iterator<View_iterator_base<__gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >, Func> >’

yy.cpp:44:29:   required from here

yy.cpp:28:42: error: no match for call to ‘(Func) (const int&)’
 using return_type   = decltype(View{}(*It{}));
                                ~~~~~~^~~~~~~
yy.cpp:22:10: note: candidate: int& Func::operator()(int&) const <near match>
 int& operator()(int& p) const {return p;}
      ^~~~~~~~
yy.cpp:22:10: note:   conversion of argument 1 would be ill-formed:
yy.cpp:28:42: error: binding reference of type ‘int&’ to ‘const int’ discards qualifiers
 using return_type   = decltype(View{}(*It{}));
                                ~~~~~~^~~~~~~

Answer 1

我在这里做了一个最小的测试用例：https : //godbolt.org/z/QQonMG。

相关详细信息是：

• 一个using类型别名并没有实例化一个模板。因此，例如：

  template<bool b>
  struct fail_if_true {
      static_assert(!b, "template parameter must be false");
  };
  
  using fail_if_used = fail_if_true<true>;
  

  不会导致编译时错误（如果fail_if_used未使用）

• ADL还检查模板参数类。在这种情况下，std::vector<int>::iteratoris 模板中__gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >, Func>包含一个std::vector<int>。因此，operator==将检查在全局命名空间（总是）， alp（由于alp::Iterator是alp），__gnu_cxx和std。

• 您View_iterator_base::const_iterator无效。View_iterator_base::const_interator::result_type定义为decltype(Func{}(*std::vector<int>::const_iterator{}))。std::vector<int>::const_iterator{}将是向量const迭代器，*std::vector<int>::const_iterator{}也是const int&。Func::operator()带有int&，因此这意味着表达式无效。但是，由于上述原因，如果不使用它不会导致编译时错误。这意味着您的转换运算符为无效类型。
• 由于您未将其定义为explicit，如果转换参数不匹配，则将使用转换运算符（转换为无效类型）将其与功能参数进行匹配。显然，这最终将实例化无效类型，因此将引发编译时错误。
• 我的猜测是iostream包括string，它定义std::operator==了字符串。

这是一个没有std名称空间的示例：https : //godbolt.org/z/-wlAmv

// Avoid including headers for testing without std::
template<class T> struct is_const { static constexpr const bool value = false; } template<class T> struct is_const<const T> { static constexpr const bool value = true; }

namespace with_another_equals {
    struct T {};

    bool operator==(const T&, const T&) {
        return true;
    }
}

namespace ns {
    template<class T>
    struct wrapper {
        using invalid_wrapper = wrapper<typename T::invalid>;
        operator invalid_wrapper() {}
    };

    template<class T>
    bool operator==(const wrapper<T>&, const wrapper<T>&) {
        return true;
    }
}

template<class T>
struct with_invalid {
    static_assert(!is_const<T>::value, "Invalid if const");
    using invalid = with_invalid<const T>;
};

template<class T>
void test() {
    using wrapped = ns::wrapper<with_invalid<T>>;
    wrapped a;
    wrapped b;
    bool x = operator==(a, b);
    bool y = ns::operator==(a, b);
}

template void test<int*>();

// Will compile if this line is commented out
template void test<with_another_equals::T>();

请注意，仅声明operator const_iterator()应实例化类型。但这不是因为它在模板中。我的猜测是，在对其进行检查以表明它无法编译（它甚至没有警告-Wall -pedantic说它在我的示例中没有return语句）之前，已经对其进行了优化（由于未使用，它会在哪里进行编译）。）。