为什么 std::pair 在赋值中调用显式构造函数

Question

考虑以下代码：

#include<iostream>
#include<utility>


struct Base
{
    int baseint;
};

struct Der1 : Base
{
    int der1int;
    Der1() : der1int(1) {}
    explicit Der1(const Base& a) : Base(a), der1int(1)
    {
        std::cerr << "cc1" << std::endl;
    }
};

struct Der2 : Base
{
    int der2int;
    Der2() : der2int(2) {}
    explicit Der2(const Base& a) : Base(a), der2int(2)
    {
        std::cerr << "cc2" << std::endl;
    }
};


template <typename T, typename U>
struct MyPair
{
    T first;
    U second;
};

int main()
{
    Der1 d1;
    Der2 d2;

    std::pair<Der1, int> p1;
    std::pair<Der2, int> p2;

    p1 = p2; // This compiles successfully

    MyPair<Der1, int> mp1;
    MyPair<Der2, int> mp2;

    mp1 = mp2; // This will raise compiler error, as expected.
}

在 GCC 4.5.2 下测试

原因在于std::pair来源：

  /** There is also a templated copy ctor for the @c pair class itself.  */
  template<class _U1, class _U2>
    pair(const pair<_U1, _U2>& __p)
    : first(__p.first),
      second(__p.second) { }

这种行为是否符合 C++ 标准？乍一看，它看起来不一致且违反直觉。 STL 的其他实现是否以同样的方式工作？

Answer 1

我不确定我是否理解这个问题，但基本上你是在问为什么两个不相关的std::pair 可以隐式转换，即使实例化类型不可隐式转换。也就是说，为什么实例化类型的 implicitly 可转换属性不会传播到该对。

该标准没有为std::pair 模板提供显式赋值运算符，这意味着它将使用隐式生成的赋值运算符。为了能够分配成对的可转换类型，它依赖于允许从std::pair<A,B> 到std::pair<C,D> 的隐式 转换的模板化构造函数，其行为在§20.2.2 [lib .pairs]/4

template<class U, class V> pair(const pair<U, V> &p);

效果：从参数的相应成员初始化成员，执行隐式配置 需要的版本。

标准似乎只要求实现使用隐式转换，而在这个特定的实现中转换实际上是显式的，这似乎与标准的措辞相矛盾。

Answer 2

作为类 std::pair 构造函数的一部分

template<class T1, T2>
class pair
{
public:

    template<class _U1, class _U2>
    pair(const pair<_U1, _U2>& __p)
         : first(__p.first),
           second(__p.second)
    { } 

};

不是复制构造函数，而是从任何pair<_U1, _U2> 到pair<T1, T2> 的转换构造函数。这适用于first 和second 成员可转换为另一对的相应成员的情况。

每个成员单独转换是按照标准的。

Answer 3

这确实应该是一个评论，但我更喜欢有一些空间来输入它。

所以，假设我们有两种类型：

typedef std::pair<A,B> pairAB;
typedef std::pair<S,T> pairST;

现在我想将一个分配给另一个：

pairAB x;
pairST w;

x = w; // how?

由于std::pair 没有显式赋值运算符，我们只能使用默认赋值pairAB & operator=(const pairAB &)。因此我们调用隐式转换构造函数，相当于：

x = pairAB(w);  // this happens when we say "x = w;"

不过已经指出，这个转换构造函数调用了显式成员构造函数：

pairAB(const pairST & other) : first(other.first), second(other.second) { }

因此，我们确实对每个成员单独使用显式转换。

Answer 4

快速回答：因为标准规定应该这样做。

当然，您的下一个问题是：为什么标准会这样说？

想象一下这条线，我认为你同意它应该可行：

std::pair<long, long> x = std::make_pair(3, 5);

但由于3 和5 是整数，我们试图将std::pair<int, int> 分配给std::pair<long, long>。如果没有模板化的构造函数和模板化的赋值运算符，它就会失败，正如您的 MyPair 所证明的那样。

所以回答你的问题：模板化的构造函数是为了方便。每个人都希望能够将 int 分配给 long。因此，能够分配例如是合理的。一对整数到一对长整数。