为何无法显式调用构造函数？如何避免隐式拷贝构造初始化成员

问题描述 #

在创建构造函数初始化封装的std::array时遇到以下问题：

• 自定义可拷贝类型A的拷贝构造函数被声明为explicit，导致无法通过隐式调用来初始化类成员。
• 简单场景：类B的对象无法使用默认生成的构造函数初始化其A类型成员，因为会触发隐式调用A的显式拷贝构造函数，进而编译报错。
• 复杂场景：封装std::array的类C在初始化数组元素时，需要避免隐式调用A的拷贝构造函数。

问题代码 #

#include <cstddef> // std::size_t
#include <utility> // std::forward
#include <array> // std::array

struct A {
  explicit A() = default;
  explicit A(A&) = default; // 错误：初始化'b'时被隐式调用
};

struct B {
  //explicit B(A& a) : a_{a} {} // 部分解决问题，但无法默认生成
  A a_;
};

template<class T, std::size_t N>
struct C {
  template<class... Ts>
  explicit C(Ts&&... il) : values_{std::forward<Ts>(il)...} {} // 如何使用'explicit A(A&)'？
  std::array<T, N> values_;
};

int main() {
  A a;
  B b{a}; // 基础问题
  C<A, 3> c{a, a, a}; // 扩展问题
  return 0;
}

解决方案 #

1. 解决类B的初始化问题 #

由于A的拷贝构造函数是explicit，默认生成的B构造函数会尝试隐式调用它，导致编译错误。我们需要显式定义B的构造函数，并在初始化列表中显式调用A的拷贝构造函数：

struct B {
  explicit B(A& a) : a_(A(a)) {} // 显式触发A的拷贝构造
  A a_;
};

注：此场景下无法依赖默认生成的构造函数，必须手动定义构造函数完成显式初始化。

2. 解决类C的std::array初始化问题 #

std::array属于聚合类型，其初始化逻辑会尝试隐式构造每个元素。要避免隐式调用A的拷贝构造，需要在初始化数组时显式构造每个元素：

template<class T, std::size_t N>
struct C {
  template<class... Ts>
  explicit C(Ts&&... il) : values_{T(std::forward<Ts>(il))...} {} 
  // 显式调用T的构造函数，此处T为A，会触发explicit A(A&)
  std::array<T, N> values_;
};

通过这种方式，每个数组元素都会通过显式构造完成初始化，完全符合A的拷贝构造函数的explicit约束。

额外说明 #

• 当前A的拷贝构造函数参数为A&（非const），仅支持传递非const的左值对象。如果需要支持const对象的拷贝，需补充声明explicit A(const A&) = default;。
• 上述方案在C++11及以上版本均可正常运行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ValeriyKarasikov