具有 const 成员的结构向量？答案

【问题标题】：Vector of structs with const members?具有 const 成员的结构向量？
【发布时间】：2011-12-11 22:17:28
【问题描述】：

假设我有

#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

struct Student
{
    const string name;
    int grade;
    Student(const string &name) : name(name) { }
};

那么，我该如何保留学生的向量？

int main()
{
    vector<Student> v;

    // error C2582: 'operator =' function is unavailable in 'Student'
    v.push_back(Student("john"));
}

有没有办法做到这一点，或者我必须在堆上分配所有学生，并改为存储指向每个学生的指针？

【问题讨论】：

这似乎与 VC 2010 进行编译和链接。您能否提供有关您的环境的更多信息？这是一个重现编译失败的完整测试用例吗？
@DRH：我在 VC 2008 上，抱歉。是的，这就是整个测试用例。
虽然对于其他操作，您需要赋值运算符，但我想不出push_back 有这个要求的任何可能原因......再说一次，可能是实现检查了@987654324 @要求。

标签： c++ constants c++03

【解决方案1】：

你不能。您的类型违反了标准容器的“可分配”要求。

ISO/IEC 14882:2003 23.1 [lib.container.requirements] / 3：

这些组件中存储的对象类型必须满足CopyConstructible的要求 types (20.1.3)，以及Assignable types 的附加要求。

来自表 64（Assignable 要求）：

在表 64 中，T 是用于实例化容器的类型，t 是 T 的值，u 是（可能是 const）T 的值。

表达式：t = u;返回类型：T；后置条件：t 等价于u

理论上，std::vector 等效项在所有情况下都可以选择进行破坏和复制构造，但这不是已选择的合同。如果不需要重新分配，则对 vector::operator= 和 vector::assign 等内容使用包含类型的赋值运算符可能会更有效。

【讨论】：

哦哈……所以即使我从不分配任何东西，它也需要可分配？不知道。
@Philipp：实际上，向量在重新分配时没有分配任何东西。它通常只复制或移动构建新范围，然后删除旧范围。
嗯...为什么vector 执行复制分配？它不能复制构造+破坏，而不是使用operator =吗？
@OliCharlesworth：为什么insert 需要赋值呢？我认为它需要一个复制构造函数（使用allocator::allocate），因为它不是分配给一个有效的对象，而是分配给一个新分配的、未格式化的内存块，对吧？
@Mehrdad：因为在伪代码中，它会做类似：for (int i = size(); i > pos; i--) { elements[i] = elements[i-1]; }。

【解决方案2】：

简单的答案是：你不能。如果您有 const 成员变量，则编译器无法提供默认的复制赋值运算符。但是，std::vector 提供的许多操作都需要进行赋值，因此需要（公共）复制赋值运算符。

您的选择是：

使name非const。
编写您自己的复制赋值运算符，并想办法处理“复制”const 成员的问题。

【讨论】：

【解决方案3】：

vector 经常需要移动元素。每次当您调用push_back() 时，向量需要增长时，它都会重新分配内存以保持自身连续，并将所有现有元素复制到新空间中。此外，如果您调用 insert() 或 remove() 元素必须被转移。要让vector 能够完成所有元素必须是可复制赋值的，这意味着您存储在向量中的类型必须定义赋值运算符。

一般来说，如果你定义了一个类，编译器会为你生成那个类的赋值运算符。但是，有些情况下编译器无法做到这一点。其中一种情况是当类具有常量成员时（请注意指向常量的指针是可以的）。

因此，就您而言，问题在于const string name。它会阻止编译器生成operator=()，从而阻止vector 编译，即使您自己实际上并未对其元素使用赋值。

一种解决方案是使name 非常量。另一种是写你自己的Student::operator=()，在某种程度上是有意义的。正如您所指出的，第三种方法是使用指针向量而不是对象向量。但是你必须处理它们的分配和取消分配。

附：编译器无法生成 operator= 的另一种情况是您的类具有引用的成员。

【讨论】：

【解决方案4】：

向量的元素必须是可复制分配的，您的Student 结构不是因为const 成员。只需使用string name 而不是const string name。除非您有特定要求，否则类中的常量成员很少有用。如果您想阻止更改成员，请将其设为私有并添加公共 getter 函数。

【讨论】：