如何在T禁用拷贝/移动构造且构造函数私有时返回std::expected<T,E>

问题分析 #

当把Display接收wl_display*的构造函数设为私有后，create方法里的return {ptr}会报错，原因是std::expected不是Display的友元，无法访问私有构造函数来创建内部的Display实例。已知添加移动构造可以解决，但以下是不需要移动构造的替代方案：

方案1：将std::expected<Display, Error>声明为Display的友元 #

直接让std::expected拥有访问Display私有成员的权限，这样它就能直接调用私有构造函数来就地构造内部对象：

class Display
{
private:
    struct wl_display *ptr;
    Display(struct wl_display *ptr)
        : ptr{ptr}
    {
    }

    // 关键：声明友元，允许std::expected访问私有构造
    friend std::expected<Display, Error>;

public:
    enum class Error
    {
        CannotCreateDisplay,
    };

    Display() = delete;
    Display(const Display &) = delete;
    Display(Display &&) = delete;
    Display &operator=(const Display &) = delete;
    Display &operator=(Display &&) = delete;
    ~Display()
    {
        wl_display_destroy_clients(this->ptr);
        wl_display_destroy(this->ptr);
    }

    static std::expected<Display, Error> create()
    {
        struct wl_display *ptr{wl_display_create()};
        if (ptr == nullptr) {
            return std::unexpected{Error::CannotCreateDisplay};
        }
        // 两种写法都可行：
        return std::expected<Display, Error>(std::in_place, ptr);
        // 或者简化为 return {ptr};（视编译器对列表初始化的支持而定）
    }
};

优势：完全不需要移动或拷贝构造，Display对象直接在std::expected的内存空间中就地构造，没有额外开销。

方案2：使用C++23的std::make_expected（需编译器支持） #

如果你的项目已经升级到C++23，可以用std::make_expected来简化构造逻辑，同样需要配合友元声明：

// 同样需要在Display类中添加友元声明：friend std::expected<Display, Error>;

static std::expected<Display, Error> create()
{
    struct wl_display *ptr{wl_display_create()};
    if (ptr == nullptr) {
        return std::unexpected{Error::CannotCreateDisplay};
    }
    return std::make_expected<Display, Error>(ptr);
}

原理：std::make_expected会自动就地构造Display对象，省去手动写std::in_place的麻烦，本质和方案1一致。

为什么原代码报错？ #

std::expected要构造内部的Display实例，必须调用Display的构造函数。当构造函数私有后，只有Display的成员函数和友元能调用它——std::expected不在此列，因此无法完成构造。而添加移动构造的解决方案，是让create先构造局部Display对象，再通过移动构造把对象转移到std::expected中，但这依赖移动语义，并非最优解。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ogromny