C++20中隐式调用转换函数的表达式类别是否与显式调用一致？

基于C++20工作草案N4868，在类的复制初始化场景中，隐式调用转换构造函数时，标准明确该调用为prvalue表达式，但使用转换函数进行类类型复制初始化和基础类型初始化的情况，标准描述并不清晰。

相关标准引用 #

标准引用1：[dcl.init.general]/16.6.3 #

否则（即剩余的复制初始化情况），枚举可将源类型转换为目标类型或（使用转换函数时）转换为其派生类的用户定义转换（如12.4.2.5所述），并通过重载决议（12.4）选择最佳转换。若无法完成转换或存在歧义，则初始化格式错误。所选函数以初始化表达式作为参数调用；若该函数是构造函数，则此调用是目标类型的cv非限定版本的prvalue，其结果对象由构造函数初始化。此调用用于按照上述规则直接初始化作为复制初始化目标的对象。

标准引用2：[dcl.init.general]/16.7 #

否则，若源类型是（可能带cv限定的）类类型，则考虑转换函数。枚举适用的转换函数（12.4.2.6），并通过重载决议（12.4）选择最佳转换。**调用所选的用户定义转换，将初始化表达式转换为正在初始化的对象。**若无法完成转换或存在歧义，则初始化格式错误。

代码示例 #

struct MyClass {
    int m_int {};
    double m_double {};

    MyClass() = default;

    MyClass(double x) {
        //nothing
    }

    operator double() {
        return m_double;
    }

    operator int&() {
        return m_int;
    }
};

int main() {
    MyClass object;

    int& x = object; 
        //隐式调用转换函数是否为类似static_cast<int&>(object)的lvalue表达式？

    double y = object; 
        //隐式调用转换函数是否为类似static_cast<double>(object)的prvalue表达式？

    MyClass other_object = 4.0; 
        //隐式调用转换构造函数为类似MyClass(4.0)的prvalue；
}

核心问题 #

隐式调用转换函数的表达式类别（prvalue、xvalue、lvalue等）是否与显式调用一致？

分析结论 #

• 根据[conv.general]/6，任何隐式转换的结果都具备明确的表达式类别；
• [expr.call]/14规定函数调用的表达式类别由返回类型决定：返回引用类型的函数调用结果为lvalue，返回对象类型的函数调用结果为prvalue；
• 结合上述条款可推测：隐式调用转换函数的表达式类别规则与显式调用完全一致；
• 实际验证（Clang AST分析）及社区讨论结论也支持这一推测：
  • 对于返回引用的转换函数（如示例中的operator int&()），隐式调用的结果是lvalue，与static_cast<int&>(object)的表达式类别一致；
  • 对于返回非引用类型的转换函数（如示例中的operator double()），隐式调用的结果是prvalue，与static_cast<double>(object)的表达式类别一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Manuel