为何无法为std::optional<std::lock_guard>执行赋值操作？

你会发现下面的代码可以正常运行：

std::mutex m;
std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> lg(m);

但以下两段代码均无法运行：

代码(*) #

std::mutex m;
std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> lg;
lg = std::lock_guard<std::mutex>(m);

报错信息：

1>c:\foo.cpp(51): error C2679: binary '=': no operator found which takes a right-hand operand of type 'std::lock_guard<std::mutex>' (or there is no acceptable conversion)
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\professional\vc\tools\msvc\14.13.26128\include\optional(547): note: could be 'std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>::operator =(const std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &)'
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\professional\vc\tools\msvc\14.13.26128\include\optional(320): note: or       'std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>::operator =(std::nullopt_t) noexcept'
1>c:\foo.cpp(51): note: while trying to match the argument list '(std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>, std::lock_guard<std::mutex>)'

代码(**) #

std::mutex m;
std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> lg;
lg = std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>(m);

报错信息：

1>c:\foo.cpp(51): error C2280: 'std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>::operator =(const std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &)': attempting to reference a deleted function
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\professional\vc\tools\msvc\14.13.26128\include\optional(547): note: compiler has generated 'std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>::operator =' here
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\professional\vc\tools\msvc\14.13.26128\include\optional(547): note: 'std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>::operator =(const std::optional<std::lock_guard<std::mutex>> &)': function was implicitly deleted because a base class invokes a deleted or inaccessible function 'std::_Deleted_move_assign<_Base,_Ty> &std::_Deleted_move_assign<_Base,_Ty>::operator =(const std::_Deleted_move_assign<_Base,_Ty> &)'

对比之下，std::string相关的赋值操作却能正常运行：

std::string s;
std::optional<std::string> os;
os = std::string(s);

以及：

std::string s;
std::optional<std::string> os;
os = std::optional<std::string>(s);

原因分析 #

核心差异在于std::lock_guard和std::string的可拷贝/可移动特性：

• std::lock_guard是专为独占管理互斥锁生命周期设计的工具，它的拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值运算符、移动赋值运算符都被显式删除——这意味着你无法复制或移动一个lock_guard对象，只能在原地构造它。
• std::string则完全支持拷贝和移动，所有相关的构造、赋值运算符都正常可用。

针对两段报错代码的具体解释：

1. 代码(*)：std::optional的operator=没有接受std::lock_guard类型的重载。要直接将lock_guard赋值给optional，需要lock_guard能被移动或拷贝到optional的内部存储中，但lock_guard不支持这些操作，因此编译器找不到合适的赋值运算符。
2. 代码(**)：std::optional<std::lock_guard<std::mutex>>的拷贝赋值运算符被编译器隐式删除——因为内部存储的lock_guard无法拷贝；同时，由于lock_guard没有移动构造函数，optional的移动赋值运算符也被删除，所以无法完成赋值操作。

而一开始能运行的代码，是直接在构造optional时原地构造了内部的lock_guard，这个过程不需要拷贝或移动，因此是合法的。

补充说明 #

你提到已经通过std::unique_ptr<std::lock_guard<std::mutex>>解决了问题，这种方式本质上是用指针间接管理lock_guard的生命周期，避免了直接拷贝/移动lock_guard的需求，确实是可行的替代方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者H.v.M.