vector<map<move-only type>> 不能用 MSVC 编译

Question

制作一个只移动类型的映射向量在 Windows 上似乎无法正常工作。 在此处查看代码：https://godbolt.org/z/yAHmzh

#include <vector>
#include <map>
#include <memory>

// vector<vector<move-only>> works
void foo() {
    std::vector<std::vector<std::unique_ptr<int>>> outer;
    std::vector<std::unique_ptr<int>> inner;
    std::unique_ptr<int> p = std::make_unique<int>(1);
    inner.push_back(std::move(p));
    outer.push_back(std::move(inner));
}

// vector<map<move-only>> fails to compile upon inserting an element.
void bar() {
    std::vector<std::map<std::unique_ptr<int>, std::unique_ptr<int>>> vec;
    std::map<std::unique_ptr<int>, std::unique_ptr<int>> map;
    std::unique_ptr<int> p1 = std::make_unique<int>(1);
    std::unique_ptr<int> p2 = std::make_unique<int>(2);

    map.insert(std::make_pair(std::move(p1), std::move(p2)));

    // The following line fails to compile on windows. It errors with a message about
    // the unique_ptr copy constructor being explicitly deleted. This seems to only happen
    // on windows. GCC and clang have no problem with this.
    vec.push_back(std::move(map));
}

int main(int argv, char** argc)
{
    foo();

    bar();
}

GCC 和 Clang 对该代码没有问题，但 MSVC 无法编译。

寻找一种解决方法，让我这样做可以在所有主要编译器上编译。

Answer 1

要对向量强制执行move semantics，我们需要使用noexcept 通知C++（特别是std::vector）移动构造函数和析构函数不会抛出。然后当向量增长时，move constructor 将被调用。请参阅此说明：

为使强异常保证成为可能，用户定义的移动构造函数不应抛出异常。例如，当需要重新定位元素时，std::vector 依赖于 std::move_if_noexcept 在移动和复制之间进行选择。

有关标准中的内容的更多信息，请阅读 C++ Move semantics and Exceptions

如果构造函数不是noexcept，std::vector就不能使用它，因为这样就不能保证标准要求的异常保证。

在std::map 的情况下，标准没有说明地图移动构造函数的异常安全性。因此，编译器（在您的情况下为 gcc 和 clang）可以将函数标记为 noexcept，与标准是否强制要求无关。

有关替代方案或解决方法，请参阅下面的示例（使用 gcc 测试）：

#include <vector>
#include <map>
#include <memory>

void foo(void) 
{
    std::vector<std::vector<std::unique_ptr<int>>> outer;
    std::vector<std::unique_ptr<int>> inner;
    std::unique_ptr<int> p = std::make_unique<int>(1);
    inner.emplace_back(std::move(p));
    outer.emplace_back(std::move(inner));
}

void bar(void) 
{
    std::vector<std::pair<std::unique_ptr<int>, std::unique_ptr<int>>> vec;
    std::unique_ptr<int> p1 = std::make_unique<int>(1);
    std::unique_ptr<int> p2 = std::make_unique<int>(2);

    auto pair = std::make_pair(std::move(p1), std::move(p2));

    vec.emplace_back(std::move(pair));
}

void bar2(void) 
{
    std::vector<std::unique_ptr<std::map<std::unique_ptr<int>, std::unique_ptr<int>>>> vec;
    std::unique_ptr<int> p1 = std::make_unique<int>(1);
    std::unique_ptr<int> p2 = std::make_unique<int>(2);

    auto map = std::make_unique<std::map<std::unique_ptr<int>, std::unique_ptr<int>>>();
    map->emplace(std::move(p1), std::move(p2));

    vec.emplace_back(std::move(map));
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    foo();
    bar();
    return 0;
}

奖励：

尽可能使用emplace_back。它可以更快（但通常不是），它可以更清晰、更紧凑，但也存在一些缺陷（尤其是非显式构造函数）。

Answer 2

std::map 的移动构造函数没有被标准定义为noexcept。因此std::vector 回退到使用复制构造函数（例如通过使用std::move_if_noexcept）。

也就是说，编译器可以将函数标记为noexcept，与标准是否强制要求无关。这可能是 GCC 和 Clang 所做的（他们使用的库）。

您会注意到std::vector<std::list<std::unique_ptr<int>>>（可能还有其他）也有同样的情况。