含requires与concept的模板复制赋值运算符失效问题

预期两次打印Cast template assignment!，但仅第一次赋值时输出该信息。第二次赋值调用了默认赋值运算符，怀疑是requires使用错误导致同类型的赋值无法匹配模板运算符。

#include <iostream>
#include <concepts>

struct Base { };
struct Derived : public Base { int A = 0; };

template<typename T>
class ReferenceWrapper
{
public:
    ReferenceWrapper() { }
    ~ReferenceWrapper() { Buffer = nullptr; }

    //Assignment allows upcasting
    template<typename U> requires(std::derived_from<U, T> || std::same_as<U, T>)
    ReferenceWrapper& operator=(const ReferenceWrapper<U>& Other)
    {
        std::cout << "Cast template assignment!\n";
        Buffer = Other.Buffer;
        return *this;
    }

    const T* Buffer = nullptr;
};


int main()
{
    std::cout << "Hello World!\n";

    ReferenceWrapper<Base> A;
    A = ReferenceWrapper<Derived>();  //Will call the template and print a message
    A = ReferenceWrapper<Base>();     //Default assignment, but why?
}

问题原因与解决方法 #

问题不在requires的使用，而是模板函数与默认生成函数的匹配优先级：
当进行同类型赋值（ReferenceWrapper<Base>赋值给ReferenceWrapper<Base>）时，编译器会优先选择自动生成的非模板默认赋值运算符，而非你的模板版本。因为在重载决议中，非模板函数的优先级高于模板函数，哪怕模板函数的条件完全满足。

解决方式有两种： #

1. 删除默认赋值运算符，强制编译器使用模板版本：
   在ReferenceWrapper类中添加一行代码，禁用默认生成的赋值运算符：

   ReferenceWrapper& operator=(const ReferenceWrapper&) = delete;
   

   这样编译器无法生成默认版本，只能实例化你的模板赋值运算符，无论同类型还是派生类赋值都会触发预期的打印。

2. 单独提供同类型的非模板赋值运算符：
   在类中新增一个非模板版本的赋值运算符，覆盖同类型场景：

   ReferenceWrapper& operator=(const ReferenceWrapper& Other)
   {
       std::cout << "Cast template assignment!\n";
       Buffer = Other.Buffer;
       return *this;
   }
   

   这样同类型赋值会直接调用这个非模板版本，派生类赋值则匹配模板版本，两者都能输出预期信息。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者galinette