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c++ - 为什么将 `istream&` 用于临时的 `stringstream` 工作，但在使用 `stringstream&` 时却不行？

问题描述

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，如果我更改std::istream为std::stringstream，我会收到错误消息：

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。

为什么第一个代码会编译？

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.

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

UPD2：最后，Brian Bi 所说的操作员有一个错误：

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>&>'

标签： c++rvalue

解决方案

尽管看起来很奇怪，但这段代码格式正确。它应该始终编译。见神箭。operator>>当重载更改为 take时，它​​也应该编译std::stringstream&。

operator>>原因是从 派生的类存在特殊的右值重载，在此处std::ios_base标记为 (3) ：

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operator>>您的代码调用的重载。它委托给operator>>你写的。（由于Foo是全局命名空间的成员，非限定名称查找将在operator>>任何上下文中找到您，这要归功于 ADL。）

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&永远不会绑定到类型的右值Derived（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，如果碰巧是流类型的右值表达式，没有充分的理由is >> x不工作。is但是许多现有operator>>的 s 都是以左值引用basic_istream作为第一个参数的自由函数。所以添加这个右值operator>>重载，它代表一个左值，是解决这个问题的方法。根据这种观点，您的代码编译的事实不是错误：您可以编写一个operator>>对流类型采用非常量左值引用并使其也适用于右值的函数，这是有意的。

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