带有复制构造函数的基于继承的元组

Question

我正在创建一个基于继承的元组，类似于 https://stackoverflow.com/a/52208842/1284735 中的完成方式，但使用构造函数除外。

我认为我的常规构造函数似乎工作正常，但是当我尝试使用复制构造函数时，编译器表示我没有向该函数提供任何参数。我错过了什么？

tuple.cpp:41:5：注意：候选构造函数不可行：需要单个参数“t”，但未提供任何参数 TupleImpl(TupleImpl& t):

template<size_t Idx, typename T>
struct TupleLeaf {
    T val;
    TupleLeaf() = default;
    // I think should also have proper constructors but left like this for simplicity
    TupleLeaf(T t): val(t) {} 
};

template<size_t Idx, typename... Args>
struct TupleImpl;

template<size_t Idx, typename T, typename... Args>
struct TupleImpl<Idx, T, Args...>: TupleLeaf<Idx, T>, TupleImpl<Idx + 1, Args...> {
    template<typename F, typename... Rest>
    TupleImpl(F&& val, Rest&&... args): TupleLeaf<Idx, T>(std::forward<F>(val)), TupleImpl<Idx + 1, Args...>(std::forward<Rest>(args)...) {}

    TupleImpl(TupleImpl& t): 
        TupleLeaf<Idx, T>(static_cast<TupleLeaf<Idx, T>>(t).val),
        TupleImpl<Idx + 1, Args...>(t) {}
};

template<size_t Idx>
struct TupleImpl<Idx> {
    TupleImpl() = default;
    TupleImpl(TupleImpl<Idx> &t) {}
};

template<typename... Args>
using Tuple = TupleImpl<0, Args...>;

int main() {
    Tuple<int, char, string> tup{1, 'a', "5"}; // Works okay
    Tuple<int, char, string> x = tup; // Fails here
}

Answer 1

Tuple<int, char, std::string>

是

TupleImpl<0, int, char, std::string>

的别名，推导后有两个构造函数：

1. TupleImpl(TupleImpl&)

   ，它是第一个构造函数的特化，其中

   F

   等于

   TupleImpl&

   并且

   Rest

   为空。
来自第二个构造函数的

2. TupleImpl(TupleImpl&)

   。

选择构造函数 #2 是因为非模板函数优于模板特化。 （就其价值而言，这不是典型的复制构造函数签名。）

此构造函数调用其基

TupleImpl<1, char, std::string>

的构造函数，并引用相同的参数（具有派生类的类型）。

推导后，又多了两个构造函数：

1. TupleImpl(Tuple&)

   ，它是第一个构造函数的特化，其中

   F

   等于

   Tuple&

   并且

   Rest

   为空。

2. TupleImpl(TupleImpl&)

由于参数的类型为

Tuple

，在这种情况下源自

TupleImpl

，因此第一个是更好的匹配。

然后，此构造函数使用转发的

Tuple<2, std::string>

 参数（这是一个空参数包）调用其基 

Rest

 的构造函数。它尝试默认构造

Tuple<2, std::string>

，但它没有默认构造函数。

这就是错误的含义：

Tuple<2, std::string>

的两个构造函数都需要一个参数，而我们传递零。

您可以通过使用

static_cast

 执行派生到基数转换来解决此问题。然而，模板构造函数仍然太贪婪了。即使您使用 

static_cast

，模板构造函数也需要受到约束，以免接管 

TupleImpl(const TupleImpl&)

 签名（或者相反，如果您使用更典型的复制构造函数签名）。您可以通过约束模板构造函数来解决这两个问题：

template<typename F, typename... Rest>
  requires (!std::derived_from<std::decay_t<F>, TupleImpl>)
TupleImpl(F&& val, Rest&&... args): TupleLeaf<Idx, T>(std::forward<F>(val)), TupleImpl<Idx + 1, Args...>(std::forward<Rest>(args)...) {}

https://godbolt.org/z/5bxMbM5Yc