const unique_ptr成员的返回值优化不起作用？

Question

我有一个类Whole，通过unique_ptr持有一个类Part的对象。由于我没有为Whole提供复制构造函数，因此由于unique_ptr成员，复制构造函数被删除。以下是代码：

class Part {
};

class Whole {
public:
    Whole(std::unique_ptr<Part> part) : part(std::move(part)) {
    }
private:
    const std::unique_ptr<Part> part; //yields error later!
    //std::unique_ptr<Part> part; //ok!
};

我希望通过一个名为build()的工厂函数创建一个完整的实例。

Whole build() {
    auto part = std::unique_ptr<Part>{new Part{}};
    return Whole{std::move(part)};
}

我希望将它用于以下方式：

int main() {
    auto whole = build();
}

只要不将Whole的Part成员的unique_ptr声明为const即可正常工作。据我所知，这是由于返回值优化防止了临时副本的创建和复制。然而，如果我将Whole::part声明为const，我的编译器会报告调用已删除的复制构造函数的问题。为什么不能使用const声明？或者这段代码有问题吗？

我正在使用GNU编译器版本：（Ubuntu 4.8.4-2ubuntu1〜14.04.1）4.8.4

- user1304680

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复制省略不是强制性的。 - Lingxi

移动对象将修改现有对象。通过标记成员为const，您明确将其设置为不可修改。 - Revolver_Ocelot

也许你想使用 std::unique_ptr<const Part> part;？ - juanchopanza

有一个隐式移动构造函数。它与复制省略无关。 - Simple

Answer 1

const std::unique_ptr 禁止移动类 Whole 的构造函数。

因此，auto whole = build(); 是无效的。（即使调用被省略，该调用也应该有效）

在 C++17 中，我们有了保证复制省略的特性，消除了该限制，使代码更正确。

- Jarod42

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好的，那很有道理。如果一个类有一个std::unique_ptr成员而没有提供自定义的复制/移动等构造函数，这是不好的实践吗？似乎必须记住不要将成员声明为const，以便移动构造仍然可行。 - user1304680

如果您有std::unique_ptr，则不会生成复制构造函数（因为来自std::unique_ptr的一个已被删除），但移动构造函数仍然会生成。因此，该类可以正确使用。在我看来，显式默认移动（Whole(Whole&&)= default;）并删除复制（Whole(const Whole&)= delete;）（以及分配相同）将更易读。 - Jarod42

@tabata 先生，复制构造函数在这里不适用，您的修改是误导性的。即使 OP 的代码能够正常工作，也禁止使用复制构造函数，因为 unique_ptr 必须是唯一拥有的。build() 返回右值，然后 auto whole = build() 调用了 Whole 的 移动构造函数。但是 const 禁止 移动构造函数，因为它将 Whole::part 更改为 nullptr。因此编译失败。这就是 Jarod42 说的。顺便说一下，从 C++17 开始，在这种情况下保证 RVO，原始代码变得很好。 - Hiroki

从技术上讲，在C++17中，这种情况下没有复制省略（RVO）。相反，没有临时材料被实例化并且whole直接被构造。因此，即使移动构造函数被删除，在C++17中程序也是正常的：https://wandbox.org/permlink/QXZgSfjKHkhJOoxc。 - Daniel Langr

https://godbolt.org/z/xTaz63z68 - Marek R