使用 pimpl 成语移动操作

问题描述

在下面的代码中，我试图在 PIMPL 惯用法中使用移动赋值，但代码无法编译。

struct.hpp：

#pragma once

#include <memory>

struct A {
  std::unique_ptr<struct B> m_x;
  A(int x);
  ~A();
};

struct.cpp：

#include "struct.hpp"

struct B {
  int x;
};

A::A(int x) : m_x{new B} { m_x->x = x; }
A::~A() = default;

main.cpp：

#include <utility>
#include "struct.hpp"

int main()
{
  A a(2);
  A b(3);
  a = std::move(b);
  return 0;
}

虽然 struct.cpp 编译时没有警告，但 ```main.cpp`` 没有，给出错误：

$ g++ -c -std=c++17 -o main.o main.cpp
main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:8:18: error: use of deleted function ‘A& A::operator=(const A&)’
    8 |   a = std::move(b);
... (etc) ...

很明显，复制分配 A::operator=(const A&) 被删除，因为它是为 std::unique_ptr 删除的。 但是为什么编译器首先尝试使用它？ std::move 不应该强制使用对 std::unique_ptr 有效且定义的移动赋值吗？

解决方法

虽然 std::unique_ptr 确实有一个移动赋值运算符，而且想要利用这一事实使 A 可移动赋值似乎很自然，但用户声明的构造函数遇到了问题。>

move assignment operator 上的 cppreference：

隐式声明的移动赋值运算符

如果没有为类类型（struct、class 或 union）提供用户定义的移动赋值运算符，并且以下所有条件都为真：

• 没有用户声明的复制构造函数；
• 没有用户声明的移动构造函数；
• 没有用户声明的复制赋值运算符；
• 没有用户声明的析构函数，

然后编译器会将移动赋值运算符声明为其类的 inline 公共成员，其签名为 T& T::operator=(T&&)。

注意最后一点：A 有一个用户声明的析构函数，所以你不会得到隐式声明的移动赋值运算符。

如果我们想以最少的努力使 A 可移动赋值，我们可以显式声明移动赋值运算符并请求默认实现如下：

struct.hpp：

#include <memory>

struct A {
  std::unique_ptr<struct B> m_x;
  A(int x);
  A& operator=(A&&) noexcept;
  ~A();
};

struct.cpp：

#include "struct.hpp"

struct B {
    int x;
};

A::A(int x) : m_x{ new B } { m_x->x = x; }
A::~A() = default;
A& A::operator=(A&&) noexcept = default;

我们需要在头文件中声明析构函数和移动赋值运算符，但推迟定义，直到源文件知道完全定义的 B。请注意，我手动指定赋值运算符为 noexcept，因为如果我在声明时未将其设为 default，它将不会是 noexcept，即隐式声明的移动赋值运算符是。