C++用户自定义类型转换重载解析的编译器行为差异及标准符合性疑问

这确实是个挺有意思的问题，涉及到C++里用户自定义类型转换的重载解析规则，咱们一步步拆解来看：

首先先把你的测试代码贴出来，方便对照：

struct to_type;

struct from_type{
    operator to_type()const;
};

struct to_type{
    to_type() = default;
    to_type(const from_type&){}
};

from_type::operator to_type()const{return to_type();}

int main(){
    from_type From;
    to_type To;
    To = From;
    return 0;
}

先看你遇到的编译器行为差异： #

• GCC默认模式：从v4.9.4到v13.0.0的版本，编译这段代码都不会报错，会直接调用to_type的转换构造函数完成赋值；
• Clang全版本：从v7.6.0到v16.0.0的版本，都会直接抛出歧义编译错误，提示从from_type到to_type的转换有两个候选：from_type的转换运算符，以及to_type的转换构造函数；
• GCC开启-pedantic选项后：此时GCC也会输出和Clang一样的歧义错误，明确指出转换路径不唯一。

关于标准符合性和代码本身的问题： #

首先可以明确：你的代码没有未定义行为，但它确实触发了C++标准中明确规定的重载解析歧义场景。

根据C++标准中[over.ics.rank]（隐式转换序列优先级排序）的规则，当同时存在两条可行的用户自定义转换路径时：

1. 路径一：通过from_type的operator to_type()，直接把from_type对象转换为to_type；
2. 路径二：通过to_type的转换构造函数，把from_type对象作为参数构造出临时的to_type对象

这两条转换路径的优先级是完全相同的——没有哪一条转换序列比另一条更“好”，所以按照标准，编译器必须判定这是歧义，拒绝编译。

而GCC在默认模式下的行为，其实是做了一个非标准的扩展：它默认优先选择了转换构造函数，跳过了歧义检查；但当你开启-pedantic选项后，GCC会切换到严格遵循C++标准的模式，这时就会正确地报告这个歧义错误。

总结一下： #

• Clang的行为从始至终都是完全符合C++标准的；
• GCC默认模式下的行为不符合标准，但开启-pedantic选项后就会和标准对齐；
• 你的代码本身没有问题，只是刚好触发了标准中规定的重载解析歧义情况。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者hmIto