使用 std::function 隐式转换从 nullptr_t 转换为类型

Question

我遇到了以下几种编译器失败但在其他编译器中工作的情况。我想知道代码是否根据 C++11 标准有效。我们有一个将std::function<void()> 作为唯一参数构造函数的类型，并尝试创建一个包含它的std::pair，并将nullptr 作为参数传递给它在std::pair 中的位置：

#include <functional>
#include <utility>

struct Foo {
  Foo(std::function<void ()> f = nullptr) { }
};

typedef std::pair< void*, Foo > TestPair;

int main(void) {
  Foo f(nullptr); // always works
  //f = nullptr;  // never works
  TestPair p1(nullptr, static_cast< std::function<void()> >(nullptr)); // works
  TestPair p2(nullptr, nullptr); // fails in some compilers
  return 0;
}

您可以test it here 使用不同的编译器。它在 VS 2015、GCC >= 6.1 和 Clang >= 3.4 中编译。它在与 XCode 8 (clang-800.0.42.1)、Clang 3.3 和 GCC 5.4 捆绑的 Clang 中失败。每个都给出了一些变化：

candidate constructor not viable: no known conversion from 'nullptr_t' to 'const Foo' for 2nd argument

Answer 1

您需要一个从 nullptr_t 转换为 Foo 的转换构造函数：

#include <functional>
#include <utility>

struct Foo {
  Foo(std::function<void ()> f = nullptr) { }
  Foo(std::nullptr_t) {}
};

typedef std::pair< void*, Foo > TestPair;

int main(void) {
  Foo f(nullptr); // always works
  //f = nullptr;  // never works
  TestPair p1(nullptr, static_cast< std::function<void()> >(nullptr)); // works
  TestPair p2(nullptr, nullptr); // fails in some compilers
  return 0;
}

MSVC 有时不需要复制构造函数来进行复制初始化。

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Foo f = nullptr;

如果没有正确的转换构造函数，这将需要两个用户定义的转换，用于从 std::nullptr_t 到 Foo 的隐式转换（编译器不会这样做）：从 std::nullptr_t 到 std::function<???>，然后到 Foo。对于其他情况，第一次转换可能在 c++17 下工作，但在这种情况下则不行。

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std::pair 的构造函数将 nullptr 转发给 Foo 的构造函数，标准库的实现发生了一些变化。

抱歉耽搁了。我在令人敬畏的错误信息和 GNU 标准库的源代码中进行了一次小冒险。

下面是g++-6和g++-5中std::pair的转发构造函数：

// source code from /usr/include/c++/6/bits/stl_pari.h
template<typename _U1, 
         typename _U2, 
         typename
  enable_if<
    _MoveConstructiblePair<_T1, _T2, _U1, _U2>() &&
      _ImplicitlyMoveConvertiblePair<_T1, _T2, _U1, _U2>(),
    bool
  >::type=true>
constexpr pair(_U1&& __x, _U2&& __y)
    : first(std::forward<_U1>(__x)), second(std::forward<_U2>(__y)) { }

template<typename _U1,
         typename _U2,
         typename
  enable_if<
    _MoveConstructiblePair<_T1, _T2, _U1, _U2>() &&
      !_ImplicitlyMoveConvertiblePair<_T1, _T2, _U1, _U2>(),
    bool
  >::type=false>
explicit constexpr pair(_U1&& __x, _U2&& __y)
    : first(std::forward<_U1>(__x)), second(std::forward<_U2>(__y)) { }

---

// source code from /usr/include/c++/5/bits/stl_pari.h
template<class _U1,
         class _U2,
         class = typename
  enable_if<
    __and_<is_convertible<_U1, _T1>,is_convertible<_U2, _T2>>::value
  >::type>
constexpr pair(_U1&& __x, _U2&& __y)
    : first(std::forward<_U1>(__x)), second(std::forward<_U2>(__y)) { }

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// error message from g++ 5.4
// This constructor failed us. 
In file included from /usr/include/c++/5/bits/stl_algobase.h:64:0,
                 from /usr/include/c++/5/memory:62,
                 from main.cc:1:
/usr/include/c++/5/bits/stl_pair.h:144:12: note: candidate: template<class _U1, class _U2, class> constexpr std::pair<_T1, _T2>::pair(_U1&&, _U2&&)
  constexpr pair(_U1&& __x, _U2&& __y)
            ^
/usr/include/c++/5/bits/stl_pair.h:144:12: note:   template argument deduction/substitution failed:
/usr/include/c++/5/bits/stl_pair.h:141:38: error: no type named ‘type’ in ‘struct std::enable_if<false, void>’
       template<class _U1, class _U2, class = typename

g++-5之所以不接受代码是因为std::nullptr_t和Foo是不可转换的。

g++-6 的_MoveConstructiblePair 大致可以告诉我们是否可以从另一个对象构造一个对象。在这种情况下，是可构造的。

结论：std::pair 的转发构造函数将他的要求从 Convertible 更改为 MoveConstructible。