c++ std::unique_ptr 不会在地图中编译

Question

我目前正在尝试将 std::unique_ptr 存储在 std::unordered_map 中，但出现奇怪的编译错误。 相关代码：

#pragma once

#include "Entity.h"

#include <map>
#include <memory>

class EntityManager {
private:
    typedef std::unique_ptr<Entity> EntityPtr;
    typedef std::map<int, EntityPtr> EntityMap;

    EntityMap map;
public:

    /*
    Adds an Entity
    */
    void addEntity(EntityPtr);

    /*
    Removes an Entity by its ID
    */
    void removeEntity(int id) {
        map.erase(id);
    }

    Entity& getById(int id) {
        return *map[id];
    }
};

void EntityManager::addEntity(EntityPtr entity) {
    if (!entity.get()) {
        return;
    }

    map.insert(EntityMap::value_type(entity->getId(), std::move(entity)));
}

这是编译错误：

c:\program files (x86)\microsoft visual studio 12.0\vc\include\tuple(438): error C2280: 'std::unique_ptr<Entity,std::default_delete<_Ty>>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_Ty,std::default_delete<_Ty>> &)' : attempting to reference a deleted function
1>          with
1>          [
1>              _Ty=Entity
1>          ]
1>          c:\program files (x86)\microsoft visual studio 12.0\vc\include\memory(1486) : see declaration of 'std::unique_ptr<Entity,std::default_delete<_Ty>>::unique_ptr'
1>          with
1>          [
1>              _Ty=Entity
1>          ]
1>          This diagnostic occurred in the compiler generated function 'std::pair<const _Kty,_Ty>::pair(const std::pair<const _Kty,_Ty> &)'
1>          with
1>          [
1>              _Kty=int
1>  ,            _Ty=EntityManager::EntityPtr
1>          ]

Answer 1

错误是因为在代码中的某处， map 想要复制std::pair<int, std::unique_ptr<Entity>> ，但是没有能够做到这一点的复制构造函数，因为 unique_ptr 不可复制构造。 这特别不可能防止多个指针拥有相同的内存。

所以在 std::move 之前，没有办法使用不可复制的元素。

有一些解决方案在这里。

但是，在 c++11 中 Map 可以使用 std::move 来处理不可复制的值。

这是通过提供另一个插入运算符来完成的，该运算符被重载以包含此签名：

template< class P > std::pair<iterator,bool> insert( P&& value );

这意味着可以转换为 value_type 的类的右值可以用作参数。 旧的插入仍然可用：

std::pair<iterator,bool> insert( const value_type& value );

这个插入实际上复制了一个 value_type，这会导致错误，因为 value_type 是不可复制构造的。

我认为编译器正在选择非模板化的重载，这会导致编译错误。 因为它不是模板，所以它的失败是一个错误。 至少在 gcc 上，另一个使用 std::move 的插入是有效的。

这是测试代码，用于查看您的编译器是否正确支持此功能：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <utility>
#include <type_traits>

class Foo {
};

using namespace std;

int main() {
    cout << is_constructible<pair<const int,unique_ptr<Foo> >, pair<const int,unique_ptr<Foo> >& >::value << '\n';
    cout << is_constructible<pair<const int,unique_ptr<Foo> >, pair<const int,unique_ptr<Foo> >&& >::value << '\n';
}

第一行将输出 0，因为复制构造无效。 第二行输出1，因为移动结构是有效的。

这段代码：

map.insert(std::move(EntityMap::value_type(entity->getId(), std::move(entity))));

应该调用移动插入重载。

这段代码：

map.insert<EntityMap::value_type>(EntityMap::value_type(entity->getId(), std::move(entity))));

真的应该叫它。

编辑：谜团还在继续，vc 为测试返回了不正确的 11 ......

Answer 2

您的代码适用于以下内容：

int main() {
    EntityManager em;
    em.addEntity(std::unique_ptr<Entity>(new Entity(1)));

    return 0;
}

---

然而，这很麻烦，我建议像这样定义 addEntity：

void EntityManager::addEntity(Entity *entity) {
    if (entity == nullptr) 
        return;
    }

    map.insert(EntityMap::value_type(entity->getId(),
                std::unique_ptr<Entity>(entity)));
}

并插入

em.addEntity(new Entity(...));

Answer 3

不确定这个解决方案是否也能帮助你，但是当我从静态库切换到动态库时，我突然在私有std::map<int, std::unique_ptr<SomeType>>数据成员上遇到了同样的错误Visual Studio 2015 (Update 2) 。

由于将模板数据成员与__declspec(dllexport)一起使用会产生警告（至少在 MSVC 中），因此我通过（几乎）应用PIMPL （私有实现）习语解决了该警告。 令人惊讶的是，C2280 错误也以这种方式消失了。

在您的情况下，它将是：

class EntityManagerPrivate {
public:
    EntityMap map;
};

class EntityManager {
private:
    EntityManagerPrivate* d; // This may NOT be a std::unique_ptr if this class 
                             // shall be ready for being placed into a DLL
public:

    EntityManager();
    ~EntityManager();

   // ...
};

并在 .cpp 文件中：

EntityManager::EntityManager() :
    d( new EntityManagerPrivate() )
{
}

EntityManager::~EntityManager()
{
    delete d;
    d = nullptr;
}

// in all other methods, access map by d->map

请注意，对于真正的PIMPL您必须将私有类移动到仅由 .cpp 引用的自己的头文件中。 实际的标头只有一个前向声明class EntityManagerPrivate; 在包含之后。 对于真正的PIMPL ，私有类除了数据成员之外还必须有实现。

Answer 4

我在使用 msvc 14.15.26726 的 VS 2017 上遇到了同样的问题。 根据编译器错误日志，事情似乎与在实例化期间需要 std::pair<_kT, _T> 的复制构造函数有关。 我不知道为什么，但对我来说一个有趣的观察（和解决方法）是在地图声明之前放置一个 std::unique_ptr 声明，例如：

#pragma once

#include "Entity.h"

#include <map>
#include <memory>

class EntityManager {
private:
    typedef std::unique_ptr<Entity> EntityPtr;
    typedef std::map<int, EntityPtr> EntityMap;
    std::unique_ptr<Entity> aDummyStub; //<-- add this line
    EntityMap map;
//...
};