如果复制列表初始化允许显式构造函数，会出现什么问题？

Question

如果复制列表初始化允许显式构造函数，会出现什么问题？

c++c++11initializer-listexplicit-constructor

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在C++标准中，第13.3.1.7节[over.match.list]中声明了以下内容：

在复制列表初始化中，如果选择了一个显式构造函数，则初始化是非法的。

这就是为什么我们不能像下面这样做的原因：

struct foo {
    // explicit because it can be called with one argument
    explicit foo(std::string s, int x = 0);
private:
    // ...
};

void f(foo x);

f({ "answer", 42 });

_{(注意这里发生的不是转换，即使构造函数是“隐式”的，也不是转换。这是直接使用它的构造函数初始化foo对象。除了std::string，这里没有其他的转换。)}

我认为这看起来非常好。没有任何隐式转换会伤害到我。

如果{"answer",42}可以初始化其他东西，编译器不会背叛我并执行错误的操作：

struct bar {
    // explicit because it can be called with one argument
    explicit bar(std::string s, int x = 0);
private:
    // ...
};

void f(foo x);
void f(bar x);

f({ "answer", 42 }); // error: ambiguous call

没有问题：调用是模棱两可的，代码不会编译，我必须明确选择重载。

f(bar { "answer", 42 }); // ok

由于禁止明确说明，我感觉我在这里有所遗漏。就我所看到的，使用列表初始化语法选择显式构造函数似乎并不是什么问题：通过使用列表初始化语法，程序员已经表达了进行某种“转换”的愿望。

会出什么问题呢？我错过了什么吗？

- R. Martinho Fernandes

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我不确定，但我认为这很合乎逻辑。调用f（{“answer”，42}），你可能永远不知道你正在传递一个foo，并且你尝试使用的构造函数是显式的，这强制执行显式转换。 - Geoffroy

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@Geoffroy：如果从{"answer", 42}可以传递其他内容，则重载决议将是模棱两可的，因此会强制我明确指定类型。 - R. Martinho Fernandes

2

我不明白为什么你不认为这种转换是隐式的。 - Mat

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sehe: "如果f()有另一个接受初始化列表的重载呢？" 如果有呢？{"answer", 42}不是一个初始化列表，因为元素类型不相同。因此它不能选择接受初始化列表的函数。 - Nicol Bolas

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好的，但无论涉及哪些确切的步骤，在 f({"a",1}); 中仍然会隐含创建一个 foo。您是否已经明确要求使用 explicit 来防止这种情况发生？ - Mat

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4个回答

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你的问题是不是因为“explicit”在阻止隐式转换，而你正在要求它进行隐式转换？

如果你使用了一个单参数构造函数指定结构体，你还会问这个问题吗？

- Tom Tanner

你的意思是像这样 f({42}) 吗？这个会有什么问题吗？另外我的代码中没有强制类型转换。 - R. Martinho Fernandes

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这个语句的意思很多。其中之一是，它必须“查看”显式构造函数。毕竟，如果不能查看显式构造函数，就无法选择它。当它寻找将花括号列表转换为的候选项时，它必须从所有候选项中进行选择。即使是后来被发现是非法的那些候选项也要选择。

如果重载决议导致多个函数同样可行，则会导致一个模棱两可的调用，需要手动用户干预。

- Nicol Bolas

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据我理解，关键字explicit的目的是使用该构造函数拒绝隐式转换。

所以你想知道为什么显式构造函数不能用于隐式转换？显然，因为该构造函数的作者明确地使用了关键字explicit来拒绝它。你发布的标准引用只是说明explicit关键字也适用于初始化列表（不仅适用于某些类型的简单值）。

补充：

更正确地说，使用某些构造函数时，关键字explicit的目的是使其绝对清晰，即强制所有代码显式调用此构造函数。

在我看来，像f({a,b})这样的语句，当f是函数名称时，与显式构造函数调用无关。这是绝对不清楚的（并且依赖于上下文），即取决于存在的函数重载使用哪个构造函数（以及什么类型）。

另一方面，像 f(SomeType(a,b)) 这样的东西完全不同 - 很明显我们使用了接受两个参数 a,b 的类型 SomeType 的构造函数，并且我们使用了函数 f 的重载，它最适合接受类型为 SomeType 的单个参数。

因此，有些构造函数可以隐式使用，例如 f({a,b})，而其他构造函数则要求读者对其使用的事实非常清楚，这就是为什么我们将它们声明为显式的原因。

补充2：

我的观点是：有时候即使没有任何问题，声明构造函数为显式也是有意义的。在我看来，构造函数是否显式更多地取决于其逻辑而不是任何类型的警告。

例如：

double x = 2; // looks absolutely natural
std::complex<double> x1 = 3;  // also looks absolutely natural
std::complex<double> x2 = { 5, 1 };  // also looks absolutely natural

但是

std::vector< std::set<std::string> >  seq1 = 7; // looks like nonsense
std::string str = some_allocator; // also looks stupid

- Serge Dundich

代码不涉及转换（除了 std::string）。 - R. Martinho Fernandes

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@R. Martinho Fernandes：好的，我会用“转换（cast）”这个词，如果有更好的请指教。在我看来，这跟将一个类型的变量使用另一个类型的值进行初始化非常相似，而这正是隐式转换所做的事情（同时直接使用了构造函数）。 - Serge Dundich

这也不是一个转换。与隐式转换的区别在于，隐式转换发生在您没有编写任何代码的情况下。对于此操作，您需要编写代码来初始化一个对象（{ }）。当你看这段代码时，很明显有些事情正在发生。 - R. Martinho Fernandes

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@R. Martinho Fernandes：“当你看代码时，很明显有些事情正在发生。”是的。有一些_隐含的_事情正在发生。explicit关键字意味着你必须只_显式地_使用构造函数。在这种情况下，你不仅会看到_某些_事情正在发生——你还会看到确切地发生了什么（即使用了这个特定的构造函数）。 - Serge Dundich

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可以查看英文原文，
原文链接

- Johannes Schaub - litb · Accepted Answer

概念上，复制列表初始化是将一个复合值转换为目标类型。提出措辞并解释原理的论文已经认为“拷贝”在“复制列表初始化”中不太恰当，因为它实际上并没有传达背后的真正原理。但是由于兼容性考虑，这个术语保留了下来。一个{10，20}的二元组/元组值不应该能够拷贝初始化一个String(int size, int reserve)，因为字符串不是一对。

显式构造函数被认为是被禁止使用的。以下情况下这种做法很有道理

struct String {
  explicit String(int size);
  String(char const *value);
};

String s = { 0 };

0并不表示字符串的值。因此，这会导致错误，因为两个构造函数都被考虑了，但是选择了一个显式构造函数，而不是将0视为null指针常量。

不幸的是，在函数重载决议中，这种情况也会发生。

void print(String s);
void print(std::vector<int> numbers);

int main() { print({10}); }

由于存在二义性，这个也是不正确的写法。在C++11发布之前，一些人（包括我）认为这很不幸，但是并没有提出文件建议更改（据我所知）。