如何检查是否正在隐式生成移动构造函数？

Question

我有几个类，我希望检查是否正在生成默认移动构造函数。有没有办法检查这一点（无论是编译时断言，还是解析生成的目标文件，或其他）？

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励志例子：

class MyStruct : public ComplicatedBaseClass {
    std::vector<std::string> foo; // possibly huge
    ComplicatedSubObject bar;
};

如果任何基类的任何成员或Complicated...Object 类的任何成员都无法移动，MyStruct 将不会生成其隐式移动构造函数，可能因此无法优化掉复制foo，当可以移动时，即使foo 是可移动的。

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我希望避免：

1. 繁琐检查the conditions for implicit move ctor generation，
2. 显式和递归地默认所有受影响类的特殊成员函数、它们的基类和它们的成员 - 只是为了确保移动构造函数可用。

我已经尝试了以下方法，但它们不起作用：

1. 显式使用std::move — 如果没有可用的移动构造函数，这将调用复制构造函数。
2. 使用std::is_move_constructible——当有一个接受const Type&的复制构造函数时，这将成功，这是默认生成的（as long as the move constructor is not explicitly deleted, at least）。
3. 使用nm -C 检查是否存在移动构造函数（见下文）。但是，另一种方法是可行的（见答案）。

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我尝试查看生成的普通类的符号，如下所示：

#include <utility>

struct MyStruct {
    MyStruct(int x) : x(x) {}
    //MyStruct(const MyStruct& rhs) : x(rhs.x) {}
    //MyStruct(MyStruct&& rhs) : x(rhs.x) {}
    int x;
};

int main() {
    MyStruct s1(4);
    MyStruct s2(s1);
    MyStruct s3(std::move(s1));
    return s1.x + s2.x + s3.x; // Make sure nothing is optimized away
}

生成的符号如下所示：

$ CXXFLAGS="-std=gnu++11 -O0" make -B x; ./x; echo $?; nm -C x | grep MyStruct | cut -d' ' -f3,4,5
g++ -std=gnu++11 -O0    x.cc   -o x
12
.pdata$_ZN8MyStructC1Ei
.pdata$_ZSt4moveIR8MyStructEONSt16remove_referenceIT_E4typeEOS3_
.text$_ZN8MyStructC1Ei
.text$_ZSt4moveIR8MyStructEONSt16remove_referenceIT_E4typeEOS3_
.xdata$_ZN8MyStructC1Ei
.xdata$_ZSt4moveIR8MyStructEONSt16remove_referenceIT_E4typeEOS3_
MyStruct::MyStruct(int)
std::remove_reference<MyStruct&>::type&&

当我明确默认复制和移动构造函数（无符号）时，输出是相同的。

使用我自己的复制和移动构造函数，输出如下所示：

$ vim x.cc; CXXFLAGS="-std=gnu++11 -O0" make -B x; ./x; echo $?; nm -C x | grep MyStruct | cut -d' ' -f3,4,5
g++ -std=gnu++11 -O0    x.cc   -o x
12
.pdata$_ZN8MyStructC1Ei
.pdata$_ZN8MyStructC1EOKS_
.pdata$_ZN8MyStructC1ERKS_
.pdata$_ZSt4moveIR8MyStructEONSt16remove_referenceIT_E4typeEOS3_
.text$_ZN8MyStructC1Ei
.text$_ZN8MyStructC1EOKS_
.text$_ZN8MyStructC1ERKS_
.text$_ZSt4moveIR8MyStructEONSt16remove_referenceIT_E4typeEOS3_
.xdata$_ZN8MyStructC1Ei
.xdata$_ZN8MyStructC1EOKS_
.xdata$_ZN8MyStructC1ERKS_
.xdata$_ZSt4moveIR8MyStructEONSt16remove_referenceIT_E4typeEOS3_
MyStruct::MyStruct(int)
MyStruct::MyStruct(MyStruct&&)
MyStruct::MyStruct(MyStruct const&)
std::remove_reference<MyStruct&>::type&& std::move<MyStruct&>(MyStruct&)

所以看来这种方法也行不通。

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但是，如果目标类有一个具有显式移动构造函数的成员，则隐式生成的移动构造函数将对目标类可见。 IE。使用此代码：

#include <utility>

struct Foobar {
    Foobar() = default;
    Foobar(const Foobar&) = default;
    Foobar(Foobar&&) {}
};

struct MyStruct {
    MyStruct(int x) : x(x) {}
    int x;
    Foobar f;
};
int main() {
    MyStruct s1(4);
    MyStruct s2(s1);
    MyStruct s3(std::move(s1));
    return s1.x + s2.x + s3.x; // Make sure nothing is optimized away
}

我将得到MyStruct 的移动构造函数的符号，但不是复制构造函数，因为它似乎是完全隐式的。我假设编译器会生成一个普通的内联移动构造函数，如果它必须调用其他非普通的移动构造函数，则会生成一个非普通的移动构造函数。不过，这仍然无法帮助我完成任务。

Answer 1

在MyStruct 中声明你想要存在的特殊成员函数，但不要默认你想要检查的那些。假设您关心移动函数并且还想确保移动构造函数是noexcept：

struct MyStruct {
    MyStruct() = default;
    MyStruct(const MyStruct&) = default;
    MyStruct(MyStruct&&) noexcept; // no = default; here
    MyStruct& operator=(const MyStruct&) = default;
    MyStruct& operator=(MyStruct&&); // or here
};

然后在类定义之外显式默认它们：

inline MyStruct::MyStruct(MyStruct&&) noexcept = default;
inline MyStruct& MyStruct::operator=(MyStruct&&) = default;

如果默认函数被隐式定义为已删除，则会触发编译时错误。

Answer 2

正如 Yakk 所指出的，它是否由编译器生成通常是不相关的。

你可以检查一个类型是否是平凡的或不能移动可构造的

template< class T >
struct is_trivially_move_constructible;

template< class T >
struct is_nothrow_move_constructible;

http://en.cppreference.com/w/cpp/types/is_move_constructible

限制；它还允许琐碎/无复制构造。

Answer 3

1. 禁用内联 (-fno-inline)
2. 要么
   • 确保代码可以使用移动构造函数，或者（更好）
   • 在编译代码的任意位置临时添加对std::move(MyStruct)的调用以满足odr-used requirement
3. 要么
   • 确保MyStruct 至少有一个父类或一个非静态成员（递归），并带有一个重要的移动构造函数（例如，std::string 就足够了），或者（更简单）
   • 暂时将 std::string 成员添加到您的类中
4. 编译/链接并通过nm -C ... | grep 'MyStruct.*&&'运行生成的目标文件

结果将暗示移动构造函数是否生成。

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正如问题本身所讨论的，这种方法似乎并不可靠，但在解决了使其不可靠的两个问题后：内联和triviality of the move constructor，结果证明它是一种有效的方法。

生成的移动构造函数是隐式默认还是显式默认无关紧要 - 默认值是否为 trivial or not 是相关的：一个普通的移动（和复制）构造函数将简单地执行对象的逐字节复制。