c++ - 空嵌套元组错误

Question

#include <iostream>
#include <tuple>
int main(){

auto bt=std::make_tuple(std::tuple<>(),std::tuple<std::tuple<>>()); //Line 1
auto bt2=std::make_tuple(std::tuple<>(),std::tuple<>());             //Line 2
}

为什么第 1 行给出编译错误，而第 2 行编译正常？ (在 Gcc 和 Clang 中测试)

是否有可能的解决方法？

clang 的错误信息

/usr/include/c++/4.6/tuple:150:50: error: ambiguous conversion from derived class 'std::_Tuple_impl<0, std::tuple<>,
      std::tuple<std::tuple<> > >' to base class 'std::_Head_base<0, std::tuple<>, true>':
    struct std::_Tuple_impl<0, class std::tuple<>, class std::tuple<class std::tuple<> > > -> _Tuple_impl<0UL + 1, class std::tuple<class std::tuple<> > > -> _Head_base<1UL, class std::tuple<class std::tuple<> >, std::is_empty<class tuple<class tuple<> > >::value> -> class std::tuple<class std::tuple<> > -> _Tuple_impl<0, class std::tuple<> > -> _Head_base<0UL, class std::tuple<>, std::is_empty<class tuple<> >::value>
    struct std::_Tuple_impl<0, class std::tuple<>, class std::tuple<class std::tuple<> > > -> _Head_base<0UL, class std::tuple<>, std::is_empty<class tuple<> >::value>
      _Head&            _M_head()       { return _Base::_M_head(); }
                                                 ^~~~~
/usr/include/c++/4.6/tuple:173:33: note: in instantiation of member function 'std::_Tuple_impl<0, std::tuple<>,
      std::tuple<std::tuple<> > >::_M_head' requested here
        _Base(std::forward<_Head>(__in._M_head())) { }
                                       ^
/usr/include/c++/4.6/tuple:334:9: note: in instantiation of member function 'std::_Tuple_impl<0, std::tuple<>,
      std::tuple<std::tuple<> > >::_Tuple_impl' requested here
      : _Inherited(static_cast<_Inherited&&>(__in)) { }
        ^
gcc_bug.cpp:5:10: note: in instantiation of member function
      'std::tuple<std::tuple<>, std::tuple<std::tuple<> > >::tuple' requested here
        auto bt=std::make_tuple(std::tuple<>(),std::tuple<std::tuple<>>());
                ^
1 error generated.

Answer 1

看起来您在 libstdc++ 中发现了一个错误! (这段代码在 clang 中与 libc++ 一起工作)。简化的测试用例:

#include <tuple>

int main(){
    auto b = std::tuple<std::tuple<std::tuple<>>>{};
}

---

问题是由于如何std::tuple在 libstdc++ 中实现。元组实现使用具有多重继承的“递归”。你可以想到tuple<X, Y, Z>作为继承 X和 tuple<Y, Z> .这意味着 tuple<tuple<>>将继承自 tuple<>和 tuple<>这将导致模棱两可的基本错误。当然真正的问题不是这样的，因为tuple<tuple<>>不会产生任何错误。

真正导致错误的实现是这样的:

template<size_t _Idx, typename _Head>
struct _Head_base : public _Head
{};

template<size_t _Idx, typename... _Elements>
struct _Tuple_impl;

template<size_t _Idx>
struct _Tuple_impl<_Idx> {};

template<size_t _Idx, typename _Head, typename... _Tail>
struct _Tuple_impl<_Idx, _Head, _Tail...>
    : public _Tuple_impl<_Idx + 1, _Tail...>,
      private _Head_base<_Idx, _Head>
{
    typedef _Tuple_impl<_Idx + 1, _Tail...> _Inherited;
    constexpr _Tuple_impl() = default;
    constexpr _Tuple_impl(_Tuple_impl&& __in) : _Inherited(std::move(__in)) {}
};

template<typename... _Elements>
struct tuple : public _Tuple_impl<0, _Elements...> {};

当我们实例化tuple<tuple<tuple<>>>时，我们得到这个继承层次:

我们看到 _Tuple_impl<1>可以通过两条不同的路径到达。这还不是问题，问题出在move构造函数，它调用了_Tuple_impl<1>的move-conversion构造函数.哪个_Tuple_impl<1>你想要？编译器不知道，所以选择放弃。

(在您的情况下，这是因为 _Head_base<0, tuple<>>，因为您正在实例化 tuple<tuple<>, tuple<tuple<>>>，但原理是相同的。)

---

为什么libc++没有同样的问题？主要原因有两个:

1. tuple<T...>在 libc++ 中使用组合而不是继承来引用 __tuple_impl<...> .
2. 因此，__tuple_leaf<tuple<tuple<>>> 中的空基类优化不会启动，即 __tuple_leaf<tuple<tuple<>>>不会继承 tuple<tuple<>>
3. 因此不会出现基类不明确的问题。
4. (正如@mitchnull 所提到的，每个碱基都是独一无二的，但这不是这里的主要区别。)

正如我们在上面看到的，如果 tuple<...>使用继承而不是组合，OP 的 tuple<tuple<>, tuple<tuple<>>>仍将继承自 __tuple_leaf<0, tuple<>>两次，这可能是个问题。