为什么 `std::pair<int,movable>` 需要 [deleted] `const` 复制构造函数？

Question

我正忙于测试各种通用算法的实现，并且我正在使用对所提供函数的支持最少的类型。我在使用带有某种类型 T（例如 int）的 std::pair<T, movable> 和定义如下的 movable 类型时遇到了这种奇怪的设置：

struct movable
{
    movable() {}
    movable(movable&&) = default;
    // movable(movable const&) = delete;
    movable(movable&) = delete;
};

这个想法是有一个可移动但不可复制的类型。这很好用，例如，使用这样的表达式：

movable m1 = movable();
movable m2 = std::move(m1);

但是，当尝试将此类型用作std::pair<...> 的成员时，它会失败！要编译代码，必须添加 deleted(!) 复制构造函数，采用 movable const&（或只有该版本）。采用非const 引用的复制构造函数不足：

#include <utility>
auto f() -> std::pair<int, movable> {
    return std::pair<int, movable>(int(), movable());
}

这里发生了什么？通过强制将 std::pair(std::pair const&) 指定为 = defaulted 是否过度指定了 std::pair<...>？

问题似乎归结于std::pair 的复制构造函数的规范（在 20.3.2 [pairs.pair] 概要中）：

 namespace std {
     template <class T1, class T2>
     struct pair {
         ...
         pair(const pair&) = default;
         ...
     };
 }

快速检查我的实现意味着复制两个成员的明显实现不需要const& 版本的movable 复制构造函数。也就是说，冒犯的部分是pair的复制构造函数上的= default！

Answer 1

std::pair复制构造函数声明如下：

pair(const pair&) = default;

通过为movable声明这个复制构造函数：

movable(movable&) = delete;

您禁止隐式创建 movable(const movable&)（因此它甚至没有被删除，只是没有这样的构造函数），因此这是您拥有的唯一复制构造函数。但是std::pair 复制构造函数需要其成员的复制构造函数来获取 const 引用，因此会出现编译错误。

如果你添加这个：

movable(movable const&) = delete;

或者（更好）只是删除 movable(movable&) = delete; 声明，您现在拥有 movable(movable const&) 构造函数，并且因为它已被删除，所以 std::pair 复制构造函数也被删除。

更新：让我们考虑一个更简单的示例来演示相同的问题。这不编译：

template <typename T>
struct holder {
    T t;
    // will compile if you comment the next line
    holder(holder const&) = default;
    // adding or removing move constructor changes nothing WRT compile errors
    // holder(holder&&) = default;
};

struct movable {
    movable() {}
    movable(movable&&) = default;
    // will also compile if you uncomment the next line
    //movable(movable const&) = delete;
    movable(movable&) = delete;
};

holder<movable> h{movable()};

如果你注释holder的复制构造函数，它将编译，因为这是隐式复制构造函数生成的工作原理（[class.copy]/8：

类 X 的隐式声明的复制构造函数将具有以下形式

X::X(const X&)

如果类类型M（或其数组）的每个可能构造的子对象都有一个复制构造函数，其第一个参数的类型为const M& 或const volatile M&。否则，隐式声明的复制构造函数将具有以下形式

X::X(X&)

也就是说，当您注释掉声明 holder(holder const&) = default; 时，holder 的隐式声明的复制构造函数将具有 holder(holder&) 的形式。但如果你不这样做，T 的复制构造函数将采用const T&（或const volatile T&），因为这将在[class.copy]/15 中描述的成员复制过程中调用。

如果holder 有一个移动构造函数，那就更简单了——如果你注释掉holder(holder const&) = default;，隐式声明的holder 的复制构造函数将被删除。