使用空初始化列表时GCC未选中预期重载operator=()的问题

我想设计一个支持任意类型<T>的包装类my_class，要求支持值赋值，简化后的代码如下：

template<typename T>
class my_class {
private:
    T m_value;

public:
    explicit my_class() = default;
    my_class(const my_class&) = delete;
    my_class& operator=(const my_class&) = delete;

    template<typename U = T>
    my_class& operator=(U&& u) {
        m_value = std::forward<U>(u);
        std::cout << "Value assigned" << std::endl;
        return *this;
    }
};

该类的构造函数为explicit，且禁用了拷贝操作，我预期任何值或初始化列表都能赋值给my_class。

但执行以下代码时：

my_class<std::string> foo;
foo = {};

MSVC和Clang的运行结果符合预期，会打印Value assigned；但GCC无法编译，报错如下：

<source>:25:10: error: use of deleted function 'my_class<T>& my_class<T>::operator=(const my_class<T>&) [with T = std::__cxx11::basic_string<char>]'
   25 |     foo={};
      |          ^
<source>:13:15: note: declared here
   13 |     my_class& operator=(const my_class&) = delete;
      |               ^~~~~~~~

补充说明 #

• 使用任何非空初始化列表时代码可正常编译：

  my_class<std::string> foo;
  foo = {'a', 'b', 'c'};
  

• 若不使用模板，直接定义如下重载的operator=：

  my_class& operator=(T t) {
      m_value = std::move(t);
      std::cout << "Value assigned" << std::endl;
      return *this;
  }
  

  GCC会报如下错误：

  <source>:30:10: error: ambiguous overload for 'operator=' (operand types are 'my_class<std::__cxx11::basic_string<char> >' and '<brace-enclosed initializer list>')
     30 |     foo={};
        |          ^
  <source>:19:15: note: candidate: 'my_class<T>& my_class<T>::operator=(const my_class<T>&) [with T = std::__cxx11::basic_string<char>]' (deleted)
     19 |     my_class& operator=(const my_class&) = delete;
        |               ^~~~~~~~
  <source>:21:15: note: candidate: 'my_class<T>& my_class<T>::operator=(T) [with T = std::__cxx11::basic_string<char>]'
     21 |     my_class& operator=(T u) {
        |
  

核心问题 #

为什么在my_class构造函数为explicit的情况下，GCC会认为存在重载歧义，而MSVC和Clang却能正常编译？

原因解析 #

这本质是不同编译器对C++标准中重载解析规则的实现差异，核心在于空初始化列表{}的转换路径判断：

1. foo = {}的解析逻辑
   这是拷贝赋值的语法形式，编译器需要将{}转换为右侧操作数，此时有两个候选重载：

   • 被删除的operator=(const my_class&)：要匹配这个重载，需要把{}隐式转换为my_class对象，但my_class的默认构造函数是explicit，根据C++标准，explicit构造函数不能用于隐式转换，这条路径本应被排除。
   • 模板版operator=(U&&)：当U默认推导为T（这里是std::string）时，{}可以隐式触发std::string的默认构造，从而匹配这个重载，这也是符合预期的路径。

2. GCC的异常行为
   GCC在处理空初始化列表时，错误地将explicit构造函数的转换路径纳入了重载候选，即使标准明确禁止这种隐式转换。对于非空初始化列表（如{'a','b','c'}），编译器会直接将其匹配为T的初始化列表构造，不会触发my_class的转换路径，因此编译正常。

3. 非模板operator=(T)的歧义问题
   此时存在两个候选重载：被删除的拷贝赋值和operator=(T)。GCC错误地认为{}既可以尝试转换为my_class（忽略了explicit构造的限制），又可以转换为T，因此报出重载歧义；而Clang和MSVC正确排除了explicit构造的转换路径，只匹配operator=(T)，因此编译正常。

简言之，这是GCC在重载解析阶段对explicit构造函数与空初始化列表的交互处理不符合C++标准的bug。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者guard3