std::throw_with_nested 期望异常虚拟基类的默认构造函数？

Question

为什么这不能编译（尝试使用 Clang 3.4.2 和 GCC 版本 4.7.4、4.8.3 和 4.9.1）：

#include <exception>

struct Base {
  inline Base(int) {}
  virtual void f() {}
};

struct Derived: virtual Base {
  inline Derived() : Base(42) {}
};

int main() {
  std::throw_with_nested(Derived());
  return 0;
}

来自 GCC 4.9.1 的错误：

In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/4.9.1/include/g++-v4/exception:163:0,
                from test.cpp:1:
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/4.9.1/include/g++-v4/bits/nested_exception.h: In instantiation of 'std::_Nested_exception<_Except>::_Nested_exception(_Except&&) [with _Except = Derived]':
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/4.9.1/include/g++-v4/bits/nested_exception.h:126:60:   required from 'void std::__throw_with_nested(_Ex&&, ...) [with _Ex = Derived]'
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/4.9.1/include/g++-v4/bits/nested_exception.h:140:58:   required from 'void std::throw_with_nested(_Ex) [with _Ex = Derived]'
test.cpp:13:35:   required from here
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/4.9.1/include/g++-v4/bits/nested_exception.h:81:45: error: no matching function for call to 'Base::Base()'
      : _Except(static_cast<_Except&&>(__ex))
                                            ^
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/4.9.1/include/g++-v4/bits/nested_exception.h:81:45: note: candidates are:
test.cpp:4:10: note: Base::Base(int)
  inline Base(int) {}
          ^
test.cpp:4:10: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided
test.cpp:3:8: note: constexpr Base::Base(const Base&)
struct Base {
        ^
test.cpp:3:8: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided
test.cpp:3:8: note: constexpr Base::Base(Base&&)
test.cpp:3:8: note:   candidate expects 1 argument, 0 provided

如果我省略 virtual 关键字，我不会收到任何错误。这是 GCC 和 Clang 或 libstd++ 错误，还是我做错了什么？

PS：请注意，virtual void f() {} 是 this bug 的解决方法。

Answer 1

问题是当你有虚拟继承时，最后一个派生类负责构建基类。

在这种情况下，库正在尝试创建更多从您的类派生的类，然后无法构造它们。

当您删除“虚拟”继承时，最终类可以毫无问题地从您的继承中派生。

遇到错误消息的实现“代码”...

template<typename _Except>
struct _Nested_exception : public _Except, public nested_exception 
{
  explicit _Nested_exception(_Except&& __ex)
  : _Except(static_cast<_Except&&>(__ex))
 { }
};

所以它需要在其构造函数中构造一个Base，因为它现在是最派生的类，并且不能正确地 dp。

Answer 2

标准规定：

对于每个指定为虚拟的不同基类，最派生对象应包含该类型的单个基类子对象。

§10.1 [class.mi]

另外，关于std::throw_with_nested：

[[noreturn]] template <class T> void throw_with_nested(T&& t);

让U 成为remove_reference<T>::type。

要求： U 应为 CopyConstructible。

抛出： 如果 U 是非联合类类型，它不是从 nested_exception 派生的，则从 U 和 nested_exception 公开派生并构造的未指定类型的异常来自std::forward<T>(t)，否则来自std::forward<T>(t)。

§18.8.6 [except.nested]

如果您查看bits/nested_exception.h，您会发现以下内容，这是该库在 libstdc++ 中为std::throw_with_nested 创建的基类：

template<typename _Except>
struct _Nested_exception : public _Except, public nested_exception
{
  explicit _Nested_exception(_Except&& __ex)
  : _Except(static_cast<_Except&&>(__ex))
  { }
};

这派生自您的 Derived 类，并尝试使用您的复制或移动构造函数初始化自身，这两者都是隐式定义的。

在非虚拟继承的情况下，这很好，因为基类被隐式复制/移动构造函数递归复制或移动，如标准中所述：

非联合类X 的隐式定义复制/移动构造函数执行其基类和成员的成员复制/移动。

§12.8 [class.copy]

但是，由于虚拟继承和§10.1 [class.mi]（上面引用），它是基类的责任（在这种情况下_Nested_exception初始化Base，不是 Derived 班级的责任。

因此，尝试寻找一个默认构造函数，但失败了，因为它被隐式删除了，因为还有另一个用户提供的构造函数，标准规定：

如果类 X 没有用户声明的构造函数，则没有参数的构造函数被隐式声明为默认构造函数。

§12.1 [class.ctor]

因此，此代码被编译器正确拒绝。