比较两个map :: iterators：为什么需要std :: pair的拷贝构造函数？

Question

下面非常简单的代码在C ++ 98中编译和链接而没有警告，但在C ++ 11模式下给出了一个难以理解的编译错误。

#include <map>

struct A {
    A(A& ); // <-- const missing
};

int main() {
    std::map<int, A> m;
    return m.begin() == m.end(); // line 9
}

-std=c++11的错误是，gcc版本4.9.0 20140302（实验）（GCC）：

ali@X230:~/tmp$ ~/gcc/install/bin/g++ -std=c++11 cctor.cpp 
In file included from /home/ali/gcc/install/include/c++/4.9.0/bits/stl_algobase.h:64:0,
                 from /home/ali/gcc/install/include/c++/4.9.0/bits/stl_tree.h:61,
                 from /home/ali/gcc/install/include/c++/4.9.0/map:60,
                 from cctor.cpp:1:
/home/ali/gcc/install/include/c++/4.9.0/bits/stl_pair.h: In instantiation of ‘struct std::pair’:
cctor.cpp:9:31:   required from here
/home/ali/gcc/install/include/c++/4.9.0/bits/stl_pair.h:127:17: error: ‘constexpr std::pair::pair(const std::pair&) [with _T1 = const int; _T2 = A]’ declared to take const reference, but implicit declaration would take non-const
       constexpr pair(const pair&) = default;
                 ^

与clang版本3.5（主干202594）

ali@X230:~/tmp$ clang++ -Weverything -std=c++11 cctor.cpp 
In file included from cctor.cpp:1:
In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/../../../../include/c++/4.7/map:60:
In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/../../../../include/c++/4.7/bits/stl_tree.h:63:
In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/../../../../include/c++/4.7/bits/stl_algobase.h:65:
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/../../../../include/c++/4.7/bits/stl_pair.h:119:17: error: the parameter for this explicitly-defaulted copy constructor is const, but
      a member or base requires it to be non-const
      constexpr pair(const pair&) = default;
                ^
cctor.cpp:9:22: note: in instantiation of template class 'std::pair' requested here
    return m.begin() == m.end(); // line 9
                     ^
1 error generated.

我一直在看bits/stl_tree.h中的代码，我不明白为什么它试图实例化std::pair 。

为什么在C ++ 11中需要std::pair的拷贝构造函数？

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_{注意：上面的代码是从不可复制映射的映射迭代器上不支持的Equality运算符（==）中提取的。}

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解

这里有两个不幸的问题。

质量差的错误消息：第8行应该已经给出了编译错误，尽管错误消息只是抱怨第9行。 在第8行获得错误将非常有帮助，理解真正的问题会容易得多。 如果gcc / clang trunk中仍然存在此问题，我可能会提交错误报告/功能请求。

另一个问题是ecatmur所写的内容。 请考虑以下代码：

struct A {
    A() = default;
    A(A& ); // <-- const missing
};

template<class T>
struct B {
    B() = default;
    B(const B& ) = default;
    T t;
};

int main() {
  B<A> b;  
}

它无法编译。 即使复制构造函数在任何地方都不需要，它仍然被实例化，因为它在类的主体中是内联的默认值; 这导致编译错误。 这可以通过将复制构造函数移出类的主体来修复：

template<class T>
struct B {
    B() = default;
    B(const B& );
    T t;
};

template <class T>
B<T>::B(const B& ) = default;

一切都好。 不幸的是， std::pair有一个默认定义的内联拷贝构造函数。

Answer 1

在这种情况下， 不需要 std::pair的复制构造函数，但由于它是在std::pair的声明中默认定义的内联，因此它会与std::pair本身的实例化一起自动实例化。

标准库可以提供复制构造函数的非内联默认定义：

template<class _T1, class _T2>
  struct pair
  {
// ...
    constexpr pair(const pair&);
// ...
  };
// ...
template<class _T1, class _T2>
constexpr pair<_T1, _T2>::pair(const pair&) = default;

但是，这不符合标准的严格字母（第20.3.2节），其中复制构造函数是默认的内联定义：

  constexpr pair(const pair&) = default; 

Answer 2

我想我在尝试减少错误后找到了它。 首先，似乎不需要进行比较以使程序格式错误。 然后，错误消息包含dtor，所以我尝试不实例化dtor。 结果：

#include <map>

struct A {
    A(A& ); // <-- const missing
};

int main() {
    std::map<int, A>* m = new std::map<int, A>();
    // note: dtor not (necessarily?) instantiated
}

但是输出消息仍然包含，现在对于调用m的ctor的行：

错误：此显式默认的复制构造函数的参数是const，但成员或基础要求它是非const

  constexpr pair(const pair&) = default; 

哪个提示[dcl.fct.def.default] / 4

用户提供的显式默认函数（即，在第一次声明后显式默认）是在明确默认的位置定义的; 如果将这样的函数隐式定义为已删除，则该程序格式错误 。

[强调我的]

如果，我认为，[class.copy] / 11表示，该构造函数应该定义为删除，然后根据立即删除它的定义-不仅在它的ODR使用。 因此，不应该要求实例化使程序格式错误。

Answer 3

std::map使用std::pair来存储键值对，其中键（第一个元素）是const 。

编译器错误与std::pair所需的拷贝构造函数有关，即使它没有被使用（我认为它不是这样）。

必须生成std::pair<int, A> 。 这是调用map :: begin时首先需要的。 由于没有为此类型指定显式复制构造函数，因此使用了隐式复制构造函数。

只有当 T的所有非静态成员（类型S）都具有复制构造函数S :: S（const S＆）时，隐式构造函数才会具有签名T :: T（const T＆）（对于T的基础必须保持相同的要求）类型复制构造函数）。 否则，使用具有签名T :: T（T＆）的复制构造函数。

A的复制构造函数不符合此要求，因此std :: pair :: pair具有错误的STL签名，这需要T :: T（const T＆）。