为什么不为左值和右值重载 operator[]？

Question

标准 C++ 容器只为 vector<T> 和 deque<T> 等容器提供一个版本的 operator[]。它返回一个T&（除了vector<bool>，我将忽略它），这是一个左值。这意味着在这样的代码中，

vector<BigObject> makeVector();       // factory function

auto copyOfObject = makeVector()[0];  // copy BigObject

copyOfObject 将被复制构造。鉴于makeVector() 返回一个右值vector，期望copyOfObject 被移动构造似乎是合理的。

如果此类容器的operator[] 被右值和左值对象重载，则右值容器的operator[] 可以返回右值引用，即右值：

template<typename T>
container {
public:
    T& operator[](int index) &;       // for lvalue objects
    T&& operator[](int index) &&;     // for rvalue objects
...
};

在这种情况下，copyOfObject 将被移动构造。

这种重载一般来说是个坏主意，有什么原因吗？ C++14 中的标准容器没有这样做是有原因的吗？

Answer 1

我认为如果您移出其中一个元素，您将使容器处于无效状态，我认为完全需要允许该状态。其次，如果你需要它，你不能像这样调用新对象的移动构造函数：

T copyObj = std::move(makeVector()[0]);

更新：

在我看来，最重要的一点是，容器本质上就是容器，所以无论如何它们都不应该修改其中的元素。它们只是提供存储、迭代机制等。

Answer 2

将评论转化为答案：

这种方法本质上没有任何问题；类成员访问遵循类似的规则（E1.E2 是一个 xvalue，如果 E1 是一个右值并且 E2 命名一个非静态数据成员并且不是一个引用，请参阅 [expr.ref]/4.2）和元素容器内部在逻辑上类似于非静态数据成员。

为std::vector 或其他标准容器执行此操作的一个重大问题是它可能会破坏一些遗留代码。考虑：

void foo(int &);
std::vector<int> bar();

foo(bar()[0]);

如果右值向量上的operator[] 返回一个 xvalue，则最后一行将停止编译。或者 - 可以说更糟 - 如果有 foo(const int &) 重载，它将默默地开始调用该函数。

另外，在一个容器中返回一堆元素并且只使用一个元素已经相当低效了。有争议的是，执行此操作的代码可能不太关心速度，因此小的性能改进不值得引入潜在的破坏性更改。