为何std::reference_wrapper<int>未定义operator+=却能使用该运算符？

我此前完全不了解用户定义转换函数及其工作原理，现在有个疑问：为何在std::reference_wrapper<int>未定义operator+=运算符的情况下，仍可使用该运算符？是否存在隐式转换？

测试代码与输出 #

测试1：模板函数调用 #

#include <iostream>
#include <functional>
#include <boost/type_index.hpp>

using boost::typeindex::type_id_with_cvr;

template <typename C>
void test(C c)
{
    c += 1;
}

int main()
{
    int a = 3;
    test(a);
    std::cout << a << std::endl;
    test(std::ref(a));
    std::cout << a << std::endl;
}

输出：

3
4

测试2：直接传入std::reference_wrapper #

void test_2(std::reference_wrapper<int> c)
{
    c += 1;
}

int main()
{
    int a = 3;
    test_2(std::ref(a));
    std::cout << a << std::endl;
}

输出：

4

测试3：加法运算的类型结果 #

int main()
{
    int a = 3;
    auto b = std::ref(a);
    auto c = std::ref(a);
    auto d = b + c;
    std::cout << type_id_with_cvr<decltype(d)>().pretty_name() << std::endl;
}

输出：

int

原因解析 #

核心在于std::reference_wrapper<T>提供了隐式转换为T&的用户定义转换函数——它重载了operator T&() const noexcept;。

• 当对std::reference_wrapper<int>对象使用+=时，编译器会自动触发这个隐式转换，将其转为int&，随后调用int本身的operator+=，实际操作的是被引用的原始int变量，因此a的值会被修改。
• 对于b + c的场景，两个std::reference_wrapper<int>都会被隐式转为int&，执行int的加法运算后，结果自然是int类型，所以d的类型为int。

这个转换函数是const成员函数，即使是const的std::reference_wrapper对象也能触发该转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jonathan