unordered_map 的存在决定是否使用复制构造函数或移动构造函数

Question

在扩展一些预先存在的代码时，我运行遇到了涉及一些嵌套 classes 和移动构造的情况，这些构造产生了非常意外的行为。我最终能够生成两个可能的修复程序，但我不确定我是否完全理解问题的开始。

这是一个稍微简单的例子，其中 class Foo 包含一个 SubFoo 类型的字段和一个唯一的指针，并且有不同的复制和移动构造函数来反映唯一指针的所有权。请注意，有三个未定义的宏 --- 对应于代码的原始工作状态（即断言失败的 none）。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <memory>
#include <vector>
#include <cassert>

//#define ADDMAP
//#define SUBFOO_MOVE
//#define FOO_MOVE_NONDEFAULT

class SubFoo {
public:
    SubFoo() {}
    SubFoo(const SubFoo& rhs) = default;
#ifdef SUBFOO_MOVE
    SubFoo(SubFoo&& rhs) noexcept = default;
#endif
private:
#ifdef ADDMAP
    std::unordered_map<uint32_t,uint32_t> _map;
#endif
};

class Foo {
public:
    Foo(const std::string& name, uint32_t data)
    : _name(name),
      _data(std::make_unique<uint32_t>(std::move(data))),
      _sub()
    {       
    }

    Foo(const Foo& rhs)
    : _name(rhs._name),
      _data(nullptr),
      _sub(rhs._sub)
    {
        std::cout << "\tCopying object " << rhs._name << std::endl;
    }

#ifdef FOO_MOVE_NONDEFAULT
    Foo(Foo&& rhs) noexcept
     : _name(std::move(rhs._name)),
       _data(std::move(rhs._data)),
       _sub(std::move(rhs._sub))
    {
        std::cout << "\tMoving object " << rhs._name << std::endl;
    }
#else
    Foo(Foo&& rhs) noexcept = default;
#endif

    std::string _name;
    std::unique_ptr<uint32_t> _data;
    SubFoo _sub;
};

using namespace std;
int main(int,char**) {
    std::vector<Foo> vec;

    /* Add elements to vector so that it has to resize/reallocate */
    cout << "ADDING PHASE" << endl;
    for (uint i = 0; i < 10; ++i) {
        std::cout << "Adding object " << i << std::endl; 
        vec.emplace_back(std::to_string(i),i);
    }
    cout << endl;

    cout << "CHECKING DATA..." << endl;
    for (uint i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        const Foo& f = vec[i];
        assert(!(f._data.get() == nullptr || *f._data != i));
    }   
}

如上所述，这是代码的工作状态：当元素被添加到向量中并且必须重新分配内存时，默认的移动构造函数被调用而不是复制构造函数，事实证明 "Copying object #" 永远不会打印，唯一指针字段仍然有效。

然而，在 SubFoo 中添加了一个无序的映射字段之后（在我的例子中它不是完全空的，而是只包含更多的基本类型），在 [=71= 时不再使用移动构造函数] 向量。 Here is a coliru link 您可以在其中运行此代码启用了 ADDMAP 宏并导致断言失败，因为在调整向量大小期间调用了复制构造函数并且唯一指针变得无效。

我最终找到了两个解决方案：

为 SubFoo
为 Foo 使用非默认移动构造函数，这看起来与我想象的默认移动构造函数所做的完全一样。

您可以在 coliru 中通过取消注释其中任何一个来尝试这些 SUBFOO_MOVE 或 FOO_MOVE_NONDEFAULT 宏。

然而，尽管我有一些粗略的猜测（请参阅后记），但我大多感到困惑并且不真正理解为什么代码首先被破坏，也不理解为什么其中一个修复程序修复了它。有人可以很好地解释这里发生的事情吗？

P.S。我想知道的一件事是，尽管我可能偏离了轨道，但如果 SubFoo 中无序映射的存在以某种方式使 Foo 的移动构造不可行，为什么编译器不警告 = default 移动构造函数是不可能的？

P.P.S。此外，虽然在此处显示的代码中，我尽可能使用了 "noexcept" 移动构造函数，但对于这是否可行，编译器存在一些分歧。例如，clang 警告我 Foo(Foo&& rhs) noexcept = default、"error: exception specification of explicitly defaulted move constructor does not match the calculated one"。跟上面的有关系吗？也许在矢量调整大小中使用的移动构造函数必须是 noexcept，而我的并不是真的...

关于无例外的编辑 这里可能存在一些编译器依赖性，但对于 coliru 使用的 g++ 版本，SubFoo 的（默认）移动构造函数 not 需要指定 noexcept 才能修复矢量调整大小问题（这与指定 noexcept(false) 不同，后者不起作用）：

non-noexcept SubFoo move ctor works

而 Foo 的自定义移动构造函数必须 是 noexcept 才能解决问题：

non-noexcept Foo move ctor does not work

Answer 1

有一个标准的缺陷（在我看来），即无序地图的移动ctor不是noexcept。

所以默认的 move ctor 是 noexcept(false) 或被你尝试的默认 noexcept(true) 删除似乎是合理的。

矢量大小调整需要一个 noexecept(true) 移动构造函数，因为它不能从第 372 个元素的移动抛出中理智有效地恢复；它既不能回滚也不能继续前进。它必须以某种方式丢失一堆元素而停止。

unordered_map 的存在决定是否使用复制构造函数或移动构造函数

Presence of unordered_map determines whether copy-constructor or move constructor is used

c++

constructor

move

move-semantics