为什么我可以从 const 向量中 std::move 元素？

Question

为什么下面的代码会编译？

#include <vector>
#include <iostream>

struct Foo {
  std::vector<int> bar = {1, 2, 3};
};

int main()
{
    Foo foo1;
    const Foo& foo2 = foo1;
    
    std::vector<int> target;
    
    std::move(foo2.bar.begin(), foo2.bar.end(), std::back_inserter(target));

    return 0;
}

std::move 的文档说

此操作后，移动范围内的元素仍将 包含适当类型的有效值，但不一定是 与移动前相同的值。

所以这实际上可以改变对象 foo2，即使它被声明为 const。为什么会这样？

Answer 1

所以这实际上可以改变对象 foo2，即使它被声明为 const。为什么会这样？

std::move 算法允许移动输入元素，如果可以的话。

对于每个输入元素，它执行*dest = std::move(*from)，其中dest 和from 是输出和输入迭代器。由于from 取消对常量对象的引用，std::move(*from) 创建了一个右值引用const int&&。由于ints 没有用户定义的构造函数，因此对*dest 的赋值实际上会导致该语言定义的复制构造。

如果您的元素属于类类型 T 并带有用户定义的复制和移动构造函数，则重载决策必须选择复制构造函数 (T(const T&)) 而不是移动构造函数 (T(T&&))，因为 @987654333 @左值引用可以绑定到const右值，而非const右值引用不能（因为这需要丢弃const）。

底线是std::move（带有迭代器的算法）正在执行移动操作，它可能会或可能不会调用移动构造函数或赋值。如果调用了移动构造函数或赋值，并且移动对源具有破坏性，则算法将修改源元素。在其他情况下，它只会执行复制。

Answer 2

要通过示例演示 Andrey Semashev 的 answer，请考虑以下内容：

#include <vector>

struct movable
{
    movable() = default;
    
    movable(const movable&) = delete;
    movable& operator=(const movable&) = delete;

    movable(movable&&) = default;
    movable& operator=(movable&&) = default;
};

struct copyable
{
    copyable() = default;
    
    copyable(const copyable&) = default;
    copyable& operator=(const copyable&) = default;

    copyable(copyable&&) = delete;
    copyable& operator=(copyable&&) = delete;
};

int main()
{
    // original example
    const std::vector<int> si;
    std::vector<int> ti;
    
    std::move(si.begin(), si.end(), std::back_inserter(ti)); // OK

    // example 2
    const std::vector<copyable> sc;
    std::vector<copyable> tc;
    
    std::move(sc.begin(), sc.end(), std::back_inserter(tc)); // OK

    // example 3
    const std::vector<movable> sv;
    std::vector<movable> tv;
    
    std::move(sv.begin(), sv.end(), std::back_inserter(tv)); // ERROR - tries to use copy ctor

    return 0;
}

尽管copyable 没有移动构造函数，但示例 2 编译时没有错误，因为std::move 在这里选择了复制构造函数。

另一方面，示例 3 无法编译，因为 movable 的移动构造函数被 sv 的 constness 否定（更好的词？）。你得到的错误是：

error: use of deleted function 'movable::movable(const movable&)'

这是一个完整的example。

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更新

分步说明：

1. 由于我们的类型是const std::vector<T>，所以它的vector::begin()函数返回const_iterator。

2. const_iterator 在std::move 算法中取消引用时，返回const T&。

3. std::move算法内部使用std::move函数，例如：

   // taken from cppreference.com
   while (first != last) *d_first++ = std::move(*first++);
   

4. std::move 函数依次返回：

   // taken from cppreference.com
   static_cast<typename std::remove_reference<T>::type&&>(t)`
   

   所以，对于const T&，它返回const T&&。

5. 由于我们没有使用const T&& 参数定义的构造函数或operator=，因此重载解析会选择采用const T& 的那个。

6. 瞧。