std::map的键出现问题

Question

考虑以下代码。将由整数和整数向量组成的元组定义为映射的键。然而，当插入或查找一个由整数和整数组成的元组作为键时，编译器没有抛出任何错误，这让我感到惊讶。由于元组的第二个元素应该是整数向量类型，那么这是怎么回事呢？

std::map <boost::tuple<int, vector<int > >, int> test;
std::map <boost::tuple<int, vector<int > >, int>::iterator test_it;

vector <int> t;
t.push_back(4);

test.insert(make_pair(boost::make_tuple(3, t), 4));

test.insert(make_pair(boost::make_tuple(3, 6), 4));

test_it = test.find(boost::make_tuple(3, 7)); 
if(test_it != test.end()) 
throw " test is passed";  

- sam

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你的代码无法编译，因为倒数第三行包含了"tes"而不是"test"。你能发一下你正在编译的实际代码吗？ - Martin B

你能否添加必要的头文件并将其变成可编译的示例？我无法编译我的版本，所以我想确保我们尝试的是同一件事。另外，你使用的编译器和boost版本是什么？ - juanchopanza

Answer 1

似乎是 Boost 和许多 C++ 标准库实现中的一个 bug。这个问题同时影响了 pair 和 tuple。最简单的演示代码如下:

#include <vector>
#include <utility>
using namespace std;
int main() {
    //compiles
    pair<int,vector<int>> bug1( pair<int,int>(5,6) );

    //compiles
    pair<int,vector<int>> bug2;
    bug2 = pair<int,int>(5,6);
}

Clang 4.0使用libc++编译，另一个也接受它，Comeau Online也接受。GCC 4.7.1会报错。

根据要求，它不应该被编译。

20.3.2/12

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

Remark: This constructor shall not participate in overload resolution unless const U& is implicitly convertible to first_type and const V& is implicitly convertible to second_type.

20.3.2/23

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

Requires: is_assignable<first_type&, const U&>::value is true and is_assignable<second_type&, const V&>::value is true.

- hamstergene

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你仍然不需要operator=引号，因为它从未被使用。 :) - Xeo

关键条件是隐式可转换的。有一个explicit转换std::vector<T>::vector(size_t, T = T())。 - MSalters

这是我在回复中遗漏的措辞。（而且由于某种原因，尽管现在显示你一个小时前回答了这个问题，但在5分钟前我还看不到你的帖子。）这是来自C++11的，然而，在C++03下，他的代码必须编译。 - James Kanze

@sam 根据JamesKanze的说法，它在C++03中是合法的，所以很可能会有这种情况。但是你不应该再使用它了，因为在C++11中它现在是非法的，并且很可能很快就会在Boost中得到修复。 - hamstergene

Answer 2

问题在于隐式转换。它不是从int到std::vector<int>的转换；那样是行不通的，因为涉及的构造函数被声明为explicit，所以不能用于隐式转换。隐式转换是从std::pair<int, int>到std::pair<int, std::vector<int>>。这使用了从模板派生的构造函数：template <typename U1, typename U2> std::pair(std::pair<U1, U2> const&)，它不是隐式的。而这个构造函数的定义是：

template <typename T1, typename T2>
template <typename U1, typename U2>
std::pair<T1, T2>::std::pair( std::pair<U1, U2> const& other )
    : first( other.first )
    , second( other.second )
{
}

（这不完全是标准规定的方式。但是在C++03规范中，没有太多其他选择。在C++11中，有很多额外的负担，以便在可能的情况下进行移动构造，但我认为最终效果是相同的。）

请注意，在此构造函数中，存在显式调用构造函数，而不是隐式转换。因此，要使pair的隐式转换起作用，两种类型的显式转换就足够了。

个人而言，我怀疑这不是最初的意图。实际上，我怀疑大部分与std::pair相关的语言都是在添加explicit到语言之前冻结的，所以没有问题。后来，没有人想重新审视这个问题。在C++11中，重新审视它会破坏向后兼容性。因此，您会得到一些意外的转换。

请注意，这不是唯一的情况，其中转发导致显式转换变为隐式转换。考虑：

std::vector<std::vector<int> > v2D( 5, 10 );

显然，10不是一个std::vector<int>（第二个参数应该是这样的）。但是...在C++03中，这与构造函数模板匹配。

template<typename ForwardIterator, typename ForwardIterator>
std::vector( ForwardIterator begin, ForwardIterator end );

而标准对此有一些特殊的语言：

—— 构造函数

template <class InputIterator>
X(InputIterator f, InputIterator l, const Allocator& a = Allocator())

应具有相同的效力：

X(static_cast<typename X::size_type>(f),
static_cast<typename X::value_type>(l), a)

如果InputIterator是一个整数类型。

那么隐式转换已经变成了显式转换。

(请注意，没有这种特殊的语言，

std::vector<int> v(10, 42);

编译失败：上面模板构造函数的实例化是一个精确匹配，比 std::vector<int>( size_t, int ) 更好。委员会认为要求用户将上面的第一个整数显式转换为 size_t 可能有些过分了。

C++11 在这里进行了重大改变，并且：

std::vector<int, std::vector<int>> v2D( 10, 42 );

已不再合法。

至少我所看到的，std::pair 的构造函数没有应用任何此类更改。

- James Kanze