c++ - 以 std::pair 作为参数的构造函数:T a({1,2}) 有效，T a = {1,2} 无效

Question

我正在研究的组合算法需要大整数，作为练习，我想我会编写一个简单的 128 位整数类，但我遇到了一些与构造函数不一致的问题。

我有多个构造函数，因此您可以从另一个构造函数(使用隐式复制构造函数)或从 64 位整数或一对 64 位整数创建 uint128_t。这一切都有效，但令我困惑的是我可以使用以下语法:

uint128_t a = 123ull;
uint128_t b = a;

但不是:

uint128_t e = {123ull, 456ull};               // COMPILER ERROR
uint128_t f = std::make_pair(123ull, 456ull); // COMPILER ERROR

即使这些工作:

uint128_t c({123ull, 456ull});
uint128_t d(std::make_pair(123ull, 456ull));

我得到的错误是:

could not convert '{123, 345}' from '<brace-enclosed initializer list>' to 'uint128_t'
conversion from 'std::pair<long long unsigned int, long long unsigned int>' to non-scalar type 'uint128_t' requested

我可以只使用有效的语法，但我想知道是否缺少一些简单的东西可以使 uint128_t a = {1,2} 语法起作用，因为将使现有代码更容易转换为使用 128 位整数。

这里概述了哪些有效，哪些无效，以及类(class)的相关部分:

#include "uint128_t.hpp"

int main() {
    uint128_t a = 123ull;               // explixit constructor from uint64_t = ok
    uint128_t b = a;                    // implicit copy constructor = ok
    a = b;                              // assignment from uint128_t = ok
    b = 123ull;                         // assignment from uint64_t = ok
    a = {123ull, 456ull};               // assignment from pair of uint64_t = ok
    b = std::make_pair(123ull, 456ull); // assignment from pair of uint64_t = ok
    uint128_t c({123ull, 456ull});      // explixit constructor from pair = ok
    uint128_t d(std::make_pair(123ull, 456ull));

    uint128_t e = {123ull, 456ull};               // COMPILER ERROR
    uint128_t f = std::make_pair(123ull, 456ull); // COMPILER ERROR

    return 0;
}

#include <cstdint>

class uint128_t {
    private:

    uint64_t hi;
    uint64_t lo;

    public:

    uint128_t() {}
   ~uint128_t() {}
    uint128_t(uint64_t const& val) {
        hi = UINT64_C(0);
        lo = val;
    }
    uint128_t(std::pair<uint64_t const, uint64_t const> const& val) {
        hi = val.first;
        lo = val.second;
    }
    uint128_t const& operator=(uint128_t const&);
    uint128_t const& operator=(uint64_t const);
    uint128_t const& operator=(std::pair<uint64_t const, uint64_t const> const&);
}        

#include "uint128_t.hpp"

uint128_t const& uint128_t::operator=(uint128_t  const& other) {
    this->hi = other.hi;
    this->lo = other.lo;
    return *this;
}

uint128_t const& uint128_t::operator=(uint64_t const val) {
    this->hi = UINT64_C(0);
    this->lo = val;
    return *this;
}

uint128_t const& uint128_t::operator=(std::pair<uint64_t const, uint64_t const> const& val) {
    this->hi = val.first;
    this->lo = val.second;
    return *this;
}

Answer 1

在你的第一个复制初始化中

uint128_t e = {123ull, 456ull}; 

您正在使用多值列表来初始化非聚合类。根据 list-initialization 的规则，在这种情况下，编译器将考虑 std::initializer_list 构造函数，然后它会考虑您的类中的双参数构造函数。您的类中不存在匹配的构造函数，因此初始化失败。

您可能希望编译器将 {123ull, 456ull} 转换为 std::pair，然后使用该 std::pair 来初始化 e。但是 C++ 中的列表初始化不考虑这个初始化路径。 (注意，顺便说一句，这看起来也像是两个用户定义的转换序列，见下文。)

你的第二次复制初始化

uint128_t f = std::make_pair(123ull, 456ull);

由于以下简化代码失败的相同原因而失败

struct A { A(int) {} };
struct B { B(const A &) {} };

int main() {
  B b1(42);  // OK
  B b2 = 42; // Error
}

上述复制初始化在其转换序列中需要 两个 隐式用户定义转换:从 int 到 A，然后从 A 到 B。即使存在这样的转换，也不允许隐式应用其中两个。复制初始化中最多允许一个隐式用户定义转换。

在您的情况下，您请求从 std::pair<unsigned long long, unsigned long long> 转换为 std::pair<uint64_t const, uint64_t const>(构造函数参数类型)，然后从 std::pair<uint64_t const, uint64_t const> 转换为 uint128_t - 两次转换。这些转化存在，但连续两次太多了。

即使您确保 std::make_pair 的参数具有 uint64_t 类型，const 中的那些 std::pair<uint64_t const, uint64_t const> 限定符仍然会强制执行额外的转换。您的 make_pair 调用将产生一个 std::pair<uint64_t, uint64_t> 值，该值必须先转换为 std::pair<uint64_t const, uint64_t const>，然后再转换为 uint128_t。