Нужна ли Visual Studio 2017 явное объявление конструктора перемещения?

Приведенный ниже код может быть успешно скомпилирован с использованием Visual Studio 2015, но не удалось с помощью Visual Studio 2017. Отчеты Visual Studio 2017:

ошибка C2280: "std :: pair :: pair (const std :: pair &)": попытка сослаться на удаленную функцию

Код

#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;
}

Похоже, Visual Studio 2017 явно требует объявления конструктора перемещения. Какова причина?

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Давайте посмотрим на исходный код std::vector (я заменил pointer и _Ty фактическими типами):

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>>>>{});
}

Если Node конструируется без движения или без возможности копирования, _Uninitialized_move, в противном случае _Uninitialized_copy.

Проблема в том, что тип trait std::is_copy_constructible_v имеет значение true для Node если вы явно не объявляете конструктор перемещения. Это объявление удаляет конструктор копирования.

libstdc++ реализует std::vector аналогичным образом, но в этом случае std::is_nothrow_move_constructible_v<Node> имеет значение true в отличие от MSVC, где он равен false. Итак, семантика перемещения используется, и компилятор не пытается сгенерировать конструктор копирования.

Но если мы is_nothrow_move_constructible_v стать 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);
}

возникает та же ошибка:

/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)...); }
    ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Ответ 2

Минимальный пример:

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

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

Живая демоверсия о GodBolt: https://godbolt.org/z/VApPkH.

Другой пример:

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

ОБНОВИТЬ

Я считаю, что ошибка компиляции законна. Функция векторного перераспределения может передавать (содержимое) элементов с помощью std::move_if_noexcept, поэтому предпочитая конструкторы копирования бросать конструкторы перемещения.

В libstdc++ (GCC)/libc++ (clang) конструктор перемещения из std::unordered_map (на первый взгляд) не noexcept. Следовательно, конструктор перемещения Node является noexcept, и его конструктор копирования вообще не задействован.

С другой стороны, реализация из MSVC 2017, похоже, не определяет конструктор перемещения std::unordered_map как noexcept. Следовательно, конструктор перемещения Node не noexcept, и функция перераспределения векторов через std::move_if_noexcept пытается вызвать конструктор копирования Node.

Конструктор копирования Node неявно определен так, что он вызывает конструктор копирования std::unordered_map. Однако последнее здесь не может быть вызвано, поскольку тип значения map (в данном случае std::pair<const int, std::unique_ptr<int>>) не подлежит копированию.

Наконец, если вы определяете пользовательский конструктор перемещения Node, его неявно объявленный конструктор копирования определяется как удаленный. И, IIRC, удаленный неявно объявленный конструктор копирования не участвует в разрешении перегрузки. Но конструктор удаленных копий не рассматривается std::move_if_noexcept, поэтому он будет использовать конструктор throwing move Node.

Ответ 3

Когда вы объявляете конструктор перемещения, неявно объявленный конструктор копирования определяется как удаленный. С другой стороны, когда вы не объявляете конструктор перемещения, компилятор неявно определяет конструктор копирования, когда это необходимо. И это неявное определение плохо сформировано.

unique_ptr не CopyInsertable в контейнере, который использует стандартный распределитель, потому что это не копию конструктивна поэтому копию конструктор map_ плохо сформированный (она могла бы быть объявлена как удаленная, но это не является обязательным стандартом).

Как показывает ваш пример кода, в более новой версии MSVC это плохо сформированное определение создается с помощью этого примера кода. Я не думаю, что в стандарте есть что-то, что запрещает это (даже если это действительно удивительно).

Таким образом, вы действительно должны убедиться, что конструктор копирования Node объявлен или неявно определен как удаленный.

Ответ 4

Visual Studio 2017:

Как указано в @Evg, векторный исходный код Visual Studio 2017, наконец, вызывает _Uninitialized_copy, поскольку неявно объявленный конструктор перемещения Node рассматривается как not-nothrow (is_nothrow_move_constructible<Node> равно false) и is_copy_constructible<Node> имеет значение true в Visual Studio 2017.

1) Об is_nothrow_move_constructible<Node>:

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

Неявно объявленных (или по умолчанию на своей первой декларации) движутся конструктор имеет спецификацию исключения, как описано в динамической спецификации исключений (до C++ 17) спецификации исключений (так как С++, 17)

Возможно, разумно считать is_nothrow_move_constructible<Node> ложным, поскольку член данных Node std::unordered_map конструктор перемещения не помечается как noexcept.

2) Об is_copy_constructible<Node>:

Как говорит @Oliv, по-видимому, не логично вычислять is_copy_constructible<Node> как true, особенно учитывая тот факт, что Node не copy_constructible был обнаружен и сообщен как ошибка компиляции компилятором Visual Studio 2017. Node не является copy_constructible, потому что std::unique_ptr unique_ptr не является copy_constructible.

Visual Studio 2015:

Visual Studio 2015 vector имеет другую реализацию. vec.push_back → _Reserve → _Reallocate → _Umove → _Uninitialized_move_al_unchecked → _Uninitialized_move_al_unchecked1 → std::move(node). is_nothrow_move_constructible<Node> и is_copy_constructible<Node> не участвуют. Он просто вызывает std::move(node) вместо конструктора копирования. Таким образом, пример кода может быть успешно скомпилирован с использованием Visual Studio 2015.