std::unordered_map<T,std::unique_ptr<U>> 可复制？海湾合作委员会错误？

Question

g++ --version 产生：

g++.exe (x86_64-posix-seh-rev0, Built by MinGW-W64 project) 4.9.1
Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

程序：

#include <memory>
#include <type_traits>
#include <unordered_map>

static_assert(!std::is_copy_constructible<std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int>>>::value,"Copyable");

int main () {   }

编译结果：

.\unorderedmapcopyable.cpp:5:1: error: static assertion failed: Copyable
 static_assert(!std::is_copy_constructible<std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int>>>::value,"Copyable");
 ^

相关标准：

关于可复制的容器

为了使语句X u(a) 和X u=a 有效，对于包含T 类型的某些容器类型X，其中a 是X 类型的值：

要求： T 是 CopyInsertable 到 X

§23.2.1 [container.requirements.general]

我对此的理解：如果T（在我们的例子中是std::pair<const int,std::unique_ptr<int>>）不是CopyInsertable变成X（在我们的例子中是std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int>>），那么X u(a)和X u=a 格式不正确。

开启CopyInsertable

T is CopyInsertable into X 意味着除了T 是MoveInsertable 到X 之外，以下表达式是良构的：

allocator_traits<A>::construct(m, p, v)

及其求值导致以下后置条件成立：v 的值不变，等效于*p。

我对此的理解：std::pair<const int,std::unique_ptr<int>>不是CopyInsertable，因为std::unique_ptr<int>是不可复制的：

从本子条款中指定的unique_ptr 模板实例化的U 类型的每个对象 [...] 既不是CopyConstructible 也不是CopyAssignable。

§20.8.1 [unique.ptr]

并且由于std::pair<const int,std::unique_ptr<int>>的复制构造函数是默认的：

pair(const pair&) = default;

§20.3.2 [pairs.pair]

由于std::pair<const int,std::unique_ptr<int>> 有一个std::unique_ptr<int> 类型的成员：

template <class T1, class T2> struct pair {

[...]

T2 second;

§20.3.2 [pairs.pair]

而且由于一个类型的所有成员都不是CopyConstructible的情况下，默认的复制构造函数会被删除：

如果 X 有，则类 X 的默认复制/移动构造函数定义为已删除：

[...]

• 类类型 M（或其数组）的非静态数据成员，因为重载决议应用于 M 的相应构造函数，导致 [...] 函数已删除 [...]

§12.8 [class.copy]

开启std::is_copy_constructible

对于可引用类型T，结果与is_constructible<T,const T&>::value相同， 否则false。

§20.10.4.3 [meta.unary.prop]

我对此的理解/阅读： std::is_copy_constructible<std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int>> 与 std::is_constructible<std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int>,std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int> &> 相同。

开启std::is_constructible

给定以下函数原型：

template <class T> add_rvalue_reference_t<T> create() noexcept;

模板特化is_constructible<T, Args...> 的谓词条件当且仅当以下变量定义对于某个发明变量t 的格式正确：

T t(create<Args>()...);

§20.10.4.3 [meta.unary.prop]

我对此的理解： std::is_constructible<std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int>>,std::unordered_map<int,std::unique_ptr<int> &> 应该是 std::false_type，而不是 std::true_type，因为 X u(a) 的格式不正确。

我的问题

上面的代码应该被接受吗？这是 GCC/libstdc++ 错误，还是我缺少标准中的某些内容？

我目前无法访问 Clang 或 MSVC++，否则我会对其进行测试。

Answer 1

您的分析中有两个问题。

首先，违反 Requires 子句会导致未定义的行为（§17.6.4.11 [res.on.required]）：

违反函数的要求中指定的先决条件： 段落会导致未定义的行为，除非函数的 Throws： 段落指定在违反前提条件时抛出异常。

这意味着如果您尝试使用非 CopyInsertable 元素复制构造 unordered_map，则库可以做任何事情。它不一定会导致程序格式错误（尽管它可能会在复制构造函数实现的深处某处）。

其次，is_constructible trait 执行的测试仅限于直接上下文（§20.10.4.3 [meta.unary.prop]/p7，已添加重点）：

访问检查是在与T 和任何无关的上下文中执行的 的Args。 只有直接上下文的有效性 考虑变量初始化。 [ 注意： 初始化可能会导致副作用，例如 类模板特化和函数模板的实例化 专业化，隐式定义函数的生成，以及 很快。此类副作用不在“直接上下文”中，并且可以 导致程序格式错误。 —尾注 ]

换句话说，这基本上只考虑是否存在匹配的、可访问的和不可删除的构造函数签名，而不是实例化构造函数是否会产生格式正确的代码。

标准必须指定容器的复制构造函数，类似于 “如果 T 不是 CopyInsertable 到 X”，则此构造函数不应参与重载解析以保证is_copy_constructible 特征的行为方式符合您的要求。标准中没有这样的规范。

正如 Marc Glisse 在 cmets 中所写，虽然这不是标准强制要求的，但它可以被视为实施质量问题，因此错误报告是合理的。

---

编辑：在我看来，从非CopyInsertable 元素的重载解析中删除复制构造函数的要求可能无法实现，因为该属性是根据对allocator_traits<A>::construct(m, p, v) 的调用来指定的，格式正确并具有所需的语义。我不相信 SFINAE 可以确定对 allocator_traits<A>::construct() 的调用正文的格式是否正确。