临时变量的 std::pair：为什么会调用复制构造函数而不是移动构造函数？

Question

请考虑以下代码：

#include<iostream>
using namespace std;
struct A {
    A(const A&){
        cout<<"copy constructor"<<endl;
    }
    A(A&&){
        cout<<"move constructor"<<endl;
    }
    ~A(){
        cout<<"destructor"<<endl;
    }
    static std::pair<A,int> f1()
    {
        int i = 1;
        return std::pair<A,int>{i,2};
    }
    static std::pair<A,int> f2()
    {
        int i = 1;
        return std::pair<A,int>{A(i),2};
    }
    private:
    A(int){
        cout<<"constructor"<<endl;
    }
};

int main()
{
    cout<<"f1: "<<endl;
    A::f1();
    cout<<"f2: "<<endl;
    A::f2();
}

构造函数A(int)是私有的，因此pair<A,int>中的A不能从int直接构建。因此，在f1中会构造一个临时变量。在f2中，我明确地创建了临时变量，但行为不同，输出结果如下：

f1: 
constructor
copy constructor
destructor
destructor
f2: 
constructor
move constructor
destructor
destructor

我本期望在 A::f1 中也调用移动构造函数，但实际上调用了拷贝构造函数，这是次优的。为什么会出现这种情况？

- phinz

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最好将 A(int) 设为 explicit A(int) 而不是私有的。这样你就可以得到更好的输出 f1: \nconstructor\ndestructor。 - 273K

Answer 1

如果您查看 pair的构造函数

有趣的构造函数是(2)和(3)

// (2)
constexpr pair( const T1& x, const T2& y );

// (3)
template< class U1 = T1, class U2 = T2 >
constexpr pair( U1&& x, U2&& y ); // SFINAE on constructible

注意，这里没有pair(T1&&, T2&&)。

由于A(int)是private的，std::is_constructible_v<A, int>为false。

因此，对于f1，只有(2)是可行的构造函数（即拷贝构造）。

对于f2，(3)是可行的（并且更匹配），因此进行了转发（即移动操作）。

- Jarod42

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如果我理解正确的话，在 f1 中，(3) 被排除作为可行的构造函数，然后使用隐式转换来构造 (2) 的临时对象。但是，如果构造了一个临时对象，那么 (2) 就会再次成为可行的构造函数，对吗（因为 std::is_constructible_v<A, A&&> 是 true）？(3) 只是不再被考虑，因为它之前已经被排除了？这是一个语言设计问题，从理论上讲，可以通过在决定是否进行临时构造之后重新检查可行性来改进吗？ - phinz

你的解释非常有道理，但我认为在排除模板实例化选项之前，可行性检查不考虑隐式转换是很奇怪的，特别是当隐式转换像这种情况（f1）一样最终被使用时。 - phinz

在一般情况下（const char*->std::string->Person->...），只需要进行一次通行更为简单。 - Jarod42

为什么没有 pair(T1&&, T2&&) 构造函数？是否有特定的原因？ - phinz

你需要处理组合 (T1&&/const T2&)、T1&&/U2&&、U1/T2&& 等，以处理私有（非显式）构造函数... U1&&/U2&& 可以处理公共构造函数。 - Jarod42