自定义aRef类转换运算符重载在GCC与Clang上的行为差异问题

问题1：编译器行为差异的性质 #

该差异属于C++标准允许的正常行为，并非GCC缺陷。
当使用非const的aRef临时对象初始化值类型T时，两个转换运算符均为可行候选：

• 调用operator T&()得到T类型左值，再拷贝构造目标值
• 调用operator const T&()得到const T类型左值，再拷贝构造目标值
  C++标准中这两种转换序列的优先级没有明确的高低之分，不同编译器可以做不同的实现决策，因此GCC选择非const版本、Clang选择const版本都符合标准要求。

问题2：兼容多编译器的修改方案 #

只需要做几处小修改即可让GCC的行为符合预期，同时保留所有原有功能：

1. 给operator const T&()加上const成员限定符，明确该转换运算符不会修改aRef本身
2. 将结构体中const版本的operator[]返回值改为const aRef，确保const对象返回的aRef只能调用const限定的转换运算符
3. （可选）新增值转换重载，让值类型初始化场景的行为更明确

修改后核心代码示例 #

struct aRef {
    constexpr aRef() : ptr(nullptr), is_const(false), type(typeid(void)) { }

    template<typename T> explicit aRef(T* in) : ptr(in), is_const(false), type(typeid(T)) { }

    template<typename T> explicit aRef(const T* in) : ptr(const_cast<T*>(in)), is_const(true), type(typeid(T)) { }

    template<typename T> operator T&() {
       if (is_const) throw std::bad_cast{};
       if (typeid(T) == type) return *static_cast<T*>(ptr);
       else throw std::bad_cast{};
    }

    // 新增const成员限定符
    template<typename T> operator const T&() const {
       if (typeid(T) == type) return *static_cast<T*>(ptr);
       else throw std::bad_cast{};
    }

    // 可选新增值转换重载，优先匹配值初始化场景
    template<typename T> operator T() const {
       if (typeid(T) == type) return *static_cast<T*>(ptr);
       else throw std::bad_cast{};
    }

private:
    void* const ptr;
    const bool is_const;
    std::type_info const& type;
};

struct MDATA {
    double A;
    double B;

    aRef operator[](const std::string& key) {
        if (key == "A") return aRef(&A);
        else if (key == "B") return aRef(&B);
        else return aRef();
    }

    // 返回值改为const aRef
    const aRef operator[](const std::string& key) const {
        if (key == "A") return aRef(&A);
        else if (key == "B") return aRef(&B);
        else return aRef();
    }
};

修改后GCC和Clang的运行结果会完全一致，全部符合预期行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user17071443