Visual Studio 2017 是否需要明确的移动构造函数声明？

Question

下面的代码可以使用 Visual Studio 2015 编译成功，但是使用 Visual Studio 2017 编译失败。Visual Studio 2017 报告：

error C2280: “std::pair::pair(const std::pair &)”: attempting to reference a deleted function

代码

#include <unordered_map>
#include <memory>

struct Node
{
  std::unordered_map<int, std::unique_ptr<int>> map_;
  // Uncommenting the following two lines will pass Visual Studio 2017 compilation
  //Node(Node&& o) = default;
  //Node() = default;
};

int main()
{
  std::vector<Node> vec;
  Node node;
  vec.push_back(std::move(node));
  return 0;
}

看起来 Visual Studio 2017 explicit 需要移动构造函数声明。这是什么原因？

Answer 1

声明移动构造函数时，隐式声明的复制构造函数被定义为已删除。另一方面，当您不声明移动构造函数时，编译器会在需要时隐式定义复制构造函数。而且这个隐含的定义是错误的。

unique_ptr 在使用标准分配器的容器中不是 CopyInsertable 因为它不是可复制构造的，所以 map_ 的复制构造函数格式错误（它本来可以声明为已删除，但这不是标准所要求的）。

正如您的示例代码向我们展示的那样，使用较新版本的 MSVC，此格式错误的定义是使用此示例代码生成的。我认为标准中没有禁止它的东西（即使这真的很令人惊讶）。

所以你确实应该确保 Node 的复制构造函数被声明或隐式定义为已删除。

Answer 2

让我们看一下std::vector源代码（我用实际类型替换了pointer和_Ty）：

void _Umove_if_noexcept1(Node* First, Node* Last, Node* Dest, true_type)
    {   // move [First, Last) to raw Dest, using allocator
    _Uninitialized_move(First, Last, Dest, this->_Getal());
    }

void _Umove_if_noexcept1(Node* First, Node* Last, Node* Dest, false_type)
{   // copy [First, Last) to raw Dest, using allocator
    _Uninitialized_copy(First, Last, Dest, this->_Getal());
}

void _Umove_if_noexcept(Node* First, Node* Last, Node* Dest)
{   // move_if_noexcept [First, Last) to raw Dest, using allocator
    _Umove_if_noexcept1(First, Last, Dest,
        bool_constant<disjunction_v<is_nothrow_move_constructible<Node>, negation<is_copy_constructible<Node>>>>{});
}

如果Node是不可抛出移动构造或不可复制构造，_Uninitialized_move被调用，否则，_Uninitialized_copy被调用。

问题是，如果您没有显式声明移动构造函数，Node 的类型特征 std::is_copy_constructible_v 是 true。此声明使复制构造函数被删除。

libstdc++ 以类似的方式实现 std::vector，但是 std::is_nothrow_move_constructible_v<Node> 是 true，而 MSVC 是 false。因此，使用了移动语义，编译器不会尝试生成复制构造函数。

但是如果我们强制is_nothrow_move_constructible_v变成false

struct Base {
    Base() = default;
    Base(const Base&) = default;
    Base(Base&&) noexcept(false) { }
};

struct Node : Base {
    std::unordered_map<int, std::unique_ptr<int>> map;
};

int main() {
    std::vector<Node> vec;
    vec.reserve(1);
}

出现同样的错误：

/usr/include/c++/7/ext/new_allocator.h:136:4: error: use of deleted function ‘std::pair<_T1, _T2>::pair(const std::pair<_T1, _T2>&) [with _T1 = const int; _T2 = std::unique_ptr<int>]’
  { ::new((void *)__p) _Up(std::forward<_Args>(__args)...); }
    ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Answer 3

最小示例：

#include <memory>
#include <unordered_map>
#include <vector>

int main() {
  std::vector<std::unordered_map<int, std::unique_ptr<int>>> vec;
  vec.reserve(1);
}

GodBolt 现场演示：https://godbolt.org/z/VApPkH。

另一个例子：

std::unordered_map<int, std::unique_ptr<int>> m;
auto m2 = std::move(m);              // ok
auto m3 = std::move_if_noexcept(m);  // error C2280

更新

我相信编译错误是合法的。 Vector 的重新分配函数可以使用 std::move_if_noexcept 传输元素（的内容），因此更喜欢复制构造函数而不是抛出移动构造函数。

在 libstdc++ (GCC) / libc++ (clang) 中，std::unordered_map 的移动构造函数（貌似）是 noexcept。因此，Node 的移动构造函数也是 noexcept，并且根本不涉及其复制构造函数。

另一方面，MSVC 2017 的实现似乎没有将 std::unordered_map 的移动构造函数指定为 noexcept。因此，Node 的移动构造函数也不是 noexcept，并且向量通过 std::move_if_noexcept 的重新分配函数试图调用 Node.

的复制构造函数

Node 的复制构造函数被隐式定义为调用 std::unordered_map 的复制构造函数。但是，后者在这里可能不会被调用，因为 map 的值类型（std::pair<const int, std::unique_ptr<int>> 在这种情况下）是不可复制的。

最后，如果您自定义 Node 的移动构造函数，其隐式声明的复制构造函数被定义为已删除。 ~~并且，IIRC，删除了隐式声明的复制构造函数不参与重载决议~~。但是，删除的复制构造函数不被std::move_if_noexcept考虑，因此它将使用Node.

的throwing move构造函数

Answer 4

Visual Studio 2017:

正如@Evg 指出的那样，Visual Studio 2017 年的矢量源代码最终调用了 _Uninitialized_copy，因为 Node 的隐式声明的移动构造函数被认为是不抛出的（is_nothrow_move_constructible<Node> 是假的) 并且 is_copy_constructible<Node> 在 Visual Studio 2017 年为真。

1) 关于is_nothrow_move_constructible<Node>:

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/move_constructor 说：

The implicitly-declared (or defaulted on its first declaration) move constructor has an exception specification as described in dynamic exception specification (until C++17)exception specification (since C++17)

也许将 is_nothrow_move_constructible<Node> 视为 false 是合理的，因为 Node 的数据成员 std::unordered_map 的移动构造函数未标记为 noexcept。

2) 关于is_copy_constructible<Node>:

正如@Oliv 所说，将 is_copy_constructible<Node> 计算为真似乎不合逻辑，特别是考虑到 Node 不是 copy_constructible 已被检测到并报告为编译错误这一事实Visual Studio 2017 编译器。 Node 不是 copy_constructible 因为 std::unique_ptr 不是 copy_constructible.

Visual Studio 2015:

Visual Studio 2015 年的向量有不同的实现。 vec.push_back->_Reserve->_Reallocate->_Umove->_Uninitialized_move_al_unchecked->_Uninitialized_move_al_unchecked1->std::move(node)。 is_nothrow_move_constructible<Node> 和 is_copy_constructible<Node> 不涉及。它只是调用 std::move(node) 而不是复制构造函数。所以示例代码使用Visual Studio2015.

可以编译成功

Visual Studio 2017 是否需要明确的移动构造函数声明？

Does Visual Studio 2017 need an explicit move constructor declaration?

c++

move-constructor

visual-studio-2017

代码