临时对象需要复制构造函数

Question

以下代码仅在复制构造函数可用时才有效。

当我添加打印语句（通过 std::cout）并使复制构造函数可用时，它不会被使用（我假设存在编译器技巧来删除不必要的副本）。

但在下面的输出运算符 << 和函数 plop() 中（我在其中创建临时对象），我认为不需要复制构造函数。有人可以解释为什么当我通过 const 引用传递所有内容时语言需要它（或者我做错了什么）。

#include <iostream>

class N
{
    public:
        N(int)  {}
    private:
        N(N const&);
};

std::ostream& operator<<(std::ostream& str,N const& data)
{
    return str << "N\n";
}

void plop(std::ostream& str,N const& data)
{
    str << "N\n";
}

int main()
{
    std::cout << N(1);     // Needs copy constructor  (line 25)
    plop(std::cout,N(1));  // Needs copy constructor

    N    a(5);
    std::cout << a;
    plop(std::cout,a);
}

编译器：

[Alpha:~/X] myork% g++ -v
使用内置规格。
目标：i686-apple-darwin10
配置为： /var/tmp/gcc/gcc-5646~6/src/configure --disable-checking --enable-werror --prefix=/usr --mandir=/share/man --enable-languages=c ,objc,c++,obj-c++ --program-transform-name=/^[cg][^.-]*$/s/$/-4.2/ --with-slibdir=/usr/lib --build= i686-apple-darwin10 --with-gxx-include-dir=/include/c++/4.2.1 --program-prefix=i686-apple-darwin10- --host=x86_64-apple-darwin10 --target=i686-苹果-darwin10
线程模型：posix
gcc 版本 4.2.1（Apple Inc. build 5646）

[Alpha:~/X] myork%g++ t.cpp
t.cpp：在函数“int main()”中：
t.cpp:10: 错误：'N::N(const N&)' 是私有的
t.cpp:25: 错误：在此上下文中
t.cpp:10: 错误：'N::N(const N&)' 是私有的
t.cpp:26: 错误：在此上下文中

这是一些真实代码的简化版本。
在实际代码中，我有一个包含 std::auto_ptr 的类。这意味着采用 const 引用的复制构造函数无效（无需进行一些工作），并且我收到一条错误，表明复制构造函数因此不可用：

也更改类：

class N
{
    public:
        N(int)  {}
    private:
        std::auto_ptr<int>  data;
};

然后错误是：

t.cpp:25: 错误：没有匹配的函数可用于调用“N::N(N)”

Answer 1

来自 http://gcc.gnu.org/gcc-3.4/changes.html

绑定类类型的右值时
到引用，复制构造函数
类的内容必须是可访问的。为了
例如，考虑以下代码：

class A 
{
public:
  A();

private:
  A(const A&);   // private copy ctor
};

A makeA(void);
void foo(const A&);

void bar(void)
{
  foo(A());       // error, copy ctor is not accessible
  foo(makeA());   // error, copy ctor is not accessible

  A a1;
  foo(a1);        // OK, a1 is a lvalue
}

一开始这可能会令人惊讶
视线，尤其是因为最受欢迎
编译器没有正确实现
此规则（更多详细信息）。

这将通过 核心问题 391 在 C++1x 中修复。

Answer 2

这里标准的适用部分是 §8.5.3/5，它涵盖了引用的初始化和 §3.10/6，它告诉我们什么是右值和什么是左值（在 C++ 中并不总是很明显）。

在本例中，初始化表达式为：“N(1)”，因此您使用函数表示法显式创建对象。根据 3.10/6，该表达式是一个右值。

然后我们必须按顺序浏览 8.5.3/5 中的规则，并使用第一个适用的规则。第一种可能性是表达式是否表示左值，或者可以隐式转换为左值。您的表达式是一个右值，隐式转换为左值将需要一个返回引用的转换函数，在本例中似乎不存在，因此这似乎不适用。

下一条规则规定引用必须是 const T（这里就是这种情况）。在这种情况下，表达式是类类型的右值，并且与引用是引用兼容的（即引用是对同一个类或该类的基类）。这意味着第 151 页底部的项目符号（C++ 2003 PDF 的第 179 页）似乎适用。在这种情况下，编译器可以将引用直接绑定到表示右值的对象，或者创建右值的临时副本，然后绑定到该临时副本。

然而，无论哪种方式，标准都明确要求：“无论复制是否实际完成，用于制作副本的构造函数都应该是可调用的。”

因此，我相信 gcc 给出错误消息是正确的，而其他人接受代码在技术上是错误的。我将您的代码简化为以下内容：

class N {
    public:
        N(int)  {}
    private:
        N(N const&);
};

void plop(N const& data) { }

int main() {
    plop(N(1));
}

当使用“--A”（严格错误模式）调用时，Comeau 给出以下错误消息：

"plop.cpp", line 12: error: "N::N(const N &)", required for copy that was
          eliminated, is inaccessible
      plop(N(1));
           ^

同样，当使用“/Za”（其“ANSI 一致性”模式）调用时，VC++ 9 给出：

plop.cpp
plop.cpp(12) : error C2248: 'N::N' : cannot access private member declared in class 'N'
        plop.cpp(6) : see declaration of 'N::N'
        plop.cpp(2) : see declaration of 'N'
        while checking that elided copy-constructor 'N::N(const N &)' is callable
        plop.cpp(6) : see declaration of 'N::N'
        when converting from 'N' to 'const N &'

我的猜测是大多数其他编译器的做法大致相同。由于它们优化了对复制构造函数的调用，因此通常不要求它存在或可访问。当您要求他们尽可能准确地遵守标准时，他们会给出错误消息，因为即使他们不使用它，这在技术上也是必需的。