使用花括号初始化列表调用显式构造函数：是否模棱两可？

Question

请考虑以下内容：

struct A {
    A(int, int) { }
};

struct B {
    B(A ) { }                   // (1)
    explicit B(int, int ) { }   // (2)
};

int main() {
    B paren({1, 2});   // (3)
    B brace{1, 2};     // (4)
}

在（4）中，brace的构造清晰明确地调用了(2)。在clang上，在（3）中，paren的构造明确调用(1)，而在gcc 5.2上，它不能编译，会出现以下错误：

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:11:19: error: call of overloaded 'B(<brace-enclosed initializer list>)' is ambiguous
     B paren({1, 2});
                   ^
main.cpp:6:5: note: candidate: B::B(A)
     B(A ) { }  
     ^
main.cpp:5:8: note: candidate: constexpr B::B(const B&)
 struct B {
        ^
main.cpp:5:8: note: candidate: constexpr B::B(B&&)

哪个编译器是正确的？我怀疑clang是正确的，因为在gcc中的歧义只能通过涉及隐式构造B {1,2}并将其传递给复制/移动构造函数的路径才能产生 - 然而，该构造函数标记为explicit，因此不应允许进行这种隐式构造。

- Barry

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MSVS 2015 也可以编译这个。 - NathanOliver

这看起来非常类似于这里的问题描述：https://gcc.gnu.org/ml/gcc-help/2014-02/msg00004.html，导致http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=60027，目前仍未解决/评论。 - kfunk

有趣。Copy-list-init 应该考虑所有构造函数，如果选择了显式构造函数，则应该是非法的。问题是这是否意味着不能形成隐式转换序列，还是可以形成隐式转换序列，然后才会出现非法性。在第一种情况下，它将是明确的；在第二种情况下，它是不明确的。 - T.C.

@T.C. 在 [over.match.list]p1 中有一个与此相关的注释：“仅当此初始化是重载决策的最终结果的一部分时，才适用此限制。”如果我理解正确，这意味着它是模棱两可的。 - dyp

我认为这是CWG 1228。 - dyp

Answer 1

据我所知，这是一个clang的bug。

复制列表初始化具有相当不直观的行为：它认为显式构造函数在重载解析完全完成之前是可行的，但如果选择了显式构造函数，则可以拒绝重载结果。根据N4567草案中的措辞，[over.match.list]p1

在复制列表初始化中，如果选择了一个explicit构造函数，则该初始化是非法的。[注意：这与其他情况（13.3.1.3、13.3.1.4）不同，在这些情况下，仅考虑转换构造函数进行复制初始化。此限制仅适用于此初始化是重载解析的最终结果的情况。—注解]

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clang HEAD接受以下程序:

#include <iostream>
using namespace std;

struct String1 {
    explicit String1(const char*) { cout << "String1\n"; }
};
struct String2 {
    String2(const char*) { cout << "String2\n"; }
};

void f1(String1) { cout << "f1(String1)\n"; }
void f2(String2) { cout << "f2(String2)\n"; }
void f(String1) { cout << "f(String1)\n"; }
void f(String2) { cout << "f(String2)\n"; }

int main()
{
    //f1( {"asdf"} );
    f2( {"asdf"} );
    f( {"asdf"} );
}

除了将调用f1的代码注释掉之外，以下内容完全摘自Bjarne Stroustrup的N2532 - Uniform initialization，第4章。感谢 Johannes Schaub在std-discussion上向我展示了这篇论文。

同一章节还包含以下解释:

explicit的真正优势在于它使得f1("asdf")成为错误。问题在于重载决议“更喜欢”非explicit构造函数，因此f("asdf")调用f(String2)。我认为f("asdf")的解析不是最理想的，因为String2的作者可能并没有想要在非常明显的情况下偏向于String2（至少不是每一次都像这样），而String1的作者当然没有。该规则偏向于那些不使用explicit的“草率程序员”。

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据我所知，N2640 - Initializer Lists — Alternative Mechanism and Rationale是最后一篇包含这种重载决议背景说明的论文;它的继任者N2672已被投票列入C++11草案。

从其章节“explicit的含义”中可以得知：

使示例代码非法的第一种方法是要求对隐式转换考虑所有构造函数（显式和非显式），但如果选择了显式构造函数，则该程序不合规。这条规则可能引入其自身的意外情况；例如:

struct Matrix {
    explicit Matrix(int n, int n);
};
Matrix transpose(Matrix);

struct Pixel {
    Pixel(int row, int col);
};
Pixel transpose(Pixel);

Pixel p = transpose({x, y}); // Error.

第二种方法是在寻找隐式转换的可行性时忽略显式构造函数，但在选择转换构造函数时包括它们：如果选择了显式构造函数，则程序不合法。此替代方法允许最后一个（Pixel vs Matrix）示例按预期工作（选择transpose（Pixel）），同时使原始示例（“X x4 = { 10 }”）无法通过编译。

尽管本文提议使用第二种方法，但其措辞似乎存在缺陷——根据我的解释，它没有产生论文中所述的行为。 N2672中修订了措辞以使用第一种方法，但我找不到任何关于为什么要更改的讨论。

当然，在初始化变量方面还涉及些许措辞，但考虑到clang和gcc之间在我的答案中的第一个示例程序中的行为差异相同，我认为这涵盖了主要观点。

- dyp

Answer 2

这不是一个完整的答案，即使作为评论它也太长了。
我将尝试提出一个反例来反驳你的推理，并且准备好了看到踩票，因为我并不确定。
无论如何，让我们试试吧！:-)

接下来是简化的示例：

struct A {
    A(int, int) { }
};

struct B {
    B(A) { }
    explicit B(int, int ) { }
};

int main() {
    B paren({1, 2});
}

在这种情况下，语句{1, 2}显然可以有两种解释：

• 通过B(A)进行直接初始化，因为A(int, int)不是显式的，所以允许这样做，这实际上是第一个候选项

• 出于与上述相同的原因，它可以被解释为B{B(A{1,2})}（好吧，让我滥用符号来给你一个想法和我的意思），即{1,2}允许构造一个B临时对象，该对象立即用作复制/移动构造函数的参数，并且再次允许，因为涉及的构造函数不是显式的

后者可以解释为第二个和第三个候选项。

这有道理吗？
只要您向我解释我的推理中哪里有问题，我就准备删除答案。 :-)

- skypjack

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第二个违反了一个用户自定义转换规则。 - T.C.

标准语散落在各个地方，但基本思想是，在形成转换序列时，最多只能使用一个用户定义的转换。 - T.C.

@T.C.明白了，它违反了规则，因为隐式声明的复制构造函数和移动构造函数也是转换构造函数，我说得对吗？ - skypjack

@T.C. 我还是错了，文档上说一个没有声明为explicit的构造函数，并且可以用单个参数调用（直到C++11）被称为转换构造函数。但事实并非如此。我不明白为什么会违反这个规则... :-( ...很抱歉打扰您，但我想理解一下。 - skypjack

无论如何，它都会调用B(B{1,2})，因为正如@dyp所说，显式构造函数被认为是候选列表的一部分。只有当最终选择了一个显式构造函数时，程序才会出现错误。由于存在歧义（三个可能的构造函数，所有这些都需要用户转换），因此没有一个被选中，而是显示了这三个候选项。 - ABu