为什么 std::map::operator[] 赋值需要一个无参数的构造函数？答案

【问题标题】：Why does std::map::operator[] assignment require an argumentless constructor?为什么 std::map::operator[] 赋值需要一个无参数的构造函数？
【发布时间】：2021-10-12 08:44:48
【问题描述】：

我有以下最小示例在我的代码中重现错误：

#include <unordered_map>
#include <iostream>

class B 
{
public:
    B(int b) : m_b{ b } {}
    int m_b;
};

int main()
{    
    using std::cout, std::endl;
    std::unordered_map<int, B> ab{};

    ab[1] = B(3);
    //ab.insert(std::pair<int, B>(1, B(3)));

    cout << ab[1].m_b << endl;
}

这会失败并出现一个冗长且笨拙的错误，基本上等于说没有任何参数的B 没有构造函数。错误源于ab[1] = B(3) 为什么需要？为什么使用insert 而不是operator[] 不需要那个构造函数？

为什么我的原始代码中有这行代码：

Vec2 pos{ m_orbits[&p].positionAtTime(m_time + dt) };

还需要一个非参数化的构造函数。我无法在我的最小示例中重现该错误，但m_orbits 是一个无序映射，其中指向Particle 对象的指针作为键，Orbit 对象作为值。 positionAtTime 是Orbit 的const 成员函数，用于计算粒子在特定时间在轨道上的位置。

【问题讨论】：

如果没有先创建实例（在左侧），就无法分配（调用 operator=）。
当ab 是空地图时，ab[1] 应该返回什么？
ab[1] = B(3) 失败，因为unordered_map::operator[]() 会在地图中插入一个默认构造的元素（如果不存在）（对于提供的键）。为此，它需要默认为B。返回对映射中相应B 的引用（无论是刚刚构建的还是先前存在的）。在ab[1] = B(3) 中，引用的B 然后被分配B(3) 的结果。基于知道右侧是B，以上没有捷径。

标签： c++ algorithm class c++11 stdmap

【解决方案1】：

为什么需要[B 的构造函数，没有任何参数]？

这是因为std::map::operator[] 要求mapped_type（即在您的情况下为B）是默认可构造的。

如果密钥不存在，则插入value_type(key, T())。这个函数相当于返回insert(std::make_pair(key, T())).first->second；

key_type 必须满足CopyConstructible的要求。

mapped_type 必须满足 CopyConstructible 和 DefaultConstructible 的要求。 如果执行插入，则映射值是值初始化的（类类型默认构造，否则为零初始化）并返回对它的引用。

当您提供用户定义的构造函数（即B(int b)）时，compiler will not generate a default constructor automatically 和 A 不能被默认构造。

如果存在一些用户声明的构造函数，用户仍可以强制编译器自动生成默认构造函数，否则将使用关键字 default 隐式声明。

因此，出现上述错误！

为什么使用insert 而不是operator[] 不需要那个构造函数？

因为std::map::insert 依赖于value_type（即std::pair<const Key, T>）。对于您的ab，这是std::pair<const int, B>。从 cppreference.com 函数重载：

1-3) 插入值。重载 (2) 等价于 emplace(std::forward<P>(value))，并且仅在 std::is_constructible<value_type, P&&>::value == true 时才参与重载解析。

4-6) 在尽可能靠近的位置插入值，就在之前（C++11 起），以提示。重载 (5) 等价于 emplace_hint(hint, std::forward<P>(value))，并且仅在 std::is_constructible<value_type, P&&>::value == true 时才参与重载解析。

只要B是可构造的，std::pair<const int, B>也可以构造，std::map::insert可以工作。

【讨论】：