带const限定的重载决议疑问：为何编译器选非const转换运算符？

先看示例代码：

#include <iostream>
struct Foo {};
struct Bar : Foo {};
struct Baz : Foo {};

struct X {
  operator Bar() { std::cout << "Bar\n"; return {}; }
  operator Baz() const { std::cout << "Baz\n"; return {}; }
};

void foo(const Foo &f) {}

int main() {
  foo(X{});
}

GCC与Clang编译运行后均输出"Bar"。

用户的疑问点在于：右值对象可以调用const修饰的成员方法，理论上存在两个可行的隐式转换序列：

• X{} -> 用户转换（operator Bar()） -> Bar -> const Foo&
• X{} -> 用户转换（operator Baz() const） -> Baz -> const Foo&

两个序列都包含1次用户转换和等价的标准转换尾，按C++20标准的[over.ics.rank]条款似乎应该存在歧义，但主流编译器都选择了非const的转换函数，原因如下：

关键规则：用户转换函数隐含对象参数的比较逻辑 #

在重载决议比较用户定义转换序列时，除了转换到目标类型的序列，还需要比较绑定到转换函数隐含对象参数（即this指针）的转换序列优劣，C++标准对此有特殊规定：

• 当比较同一个类的成员转换函数时，非const成员函数的隐含对象参数会被当作类类型的左值处理；
• const成员函数的隐含对象参数会被当作类类型的右值处理。

结合示例分析：

1. 对于operator Bar()（非const成员）：
   隐含对象参数为X&，按照规则，源表达式X{}被当作左值处理，绑定到X&属于精确匹配（无任何转换），转换序列等级最高。
2. 对于operator Baz() const（const成员）：
   隐含对象参数为const X&，源表达式X{}被当作右值处理，绑定到const X&需要添加const限定符，属于限定转换，转换序列等级低于精确匹配。

根据[over.ics.rank]的排序规则，精确匹配的转换序列优于限定转换，因此编译器会优先选择operator Bar()，最终输出"Bar"。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Konstantin Vladimirov