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

Question

考虑以下struct用户定义的转换函数，该函数可以将自身转换为const char*;

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

与此一起使用<iostream>，我们可以打印struct S没有错误消息的内容：

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

但是如果我将返回类型更改为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？内置类型和类类型的转换函数有区别吗？

Answer 1

因为operator<<forstd::basic_string是一个带有 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);

并且模板参数推导中不会考虑隐式转换：

类型推导不考虑隐式转换（除了上面列出的类型调整之外）：这是重载解析的工作，稍后发生。

然后给出std::cout << S{};模板参数CharT，Traits并且Allocator不能在第二个函数参数上推导。

另一方面，operator<<forconst char*则不存在这样的问题；给定std::cout << S{};，模板参数CharT和Traits只能从第一个函数参数中推导出来。S推导后，将执行从到 的隐式转换const char*，并且调用正常。