为何std::unique_ptr<不完全类型>带{nullptr}初始化会编译失败？

我原本有一段代码编译失败，一开始以为必须给std::unique_ptr<AA>定义自定义删除器才能解决，但后来通过两个修改让代码正常运行：

• 在BB.cpp中显式实现默认构造函数（避免编译器生成隐式的类内默认构造）；
• 移除std::unique_ptr<AA>的{nullptr}类内初始化器。

已知std::default_deleter<AA>允许在AA为不完全类型时实例化，想请教为什么{nullptr}这个类内初始化会导致代码失效？

代码示例 #

BB.h

#include <memory>
struct AA;
struct BB
{
    // BB(); <- 显式声明后需在BB.cpp中定义
    ~BB();
    std::unique_ptr<AA> u{ nullptr }; // 移除这个{nullptr}初始化器即可编译通过
};

BB.cpp

#include "BB.h"
struct AA {};
BB::~BB() = default;
// BB::BB() = default; <- 显式定义默认构造函数后也可编译通过

main.cpp

#include "BB.h"
int main()
{
    BB bb{};
}

问题原因解析 #

核心在于类内成员初始化器对隐式默认构造函数实例化时机的影响：

1. 当给std::unique_ptr<AA> u添加{nullptr}类内初始化器时，若BB没有用户声明的构造函数，编译器会生成inline的隐式默认构造函数。这个构造函数的定义会在每个调用它的翻译单元中实例化——也就是在main.cpp里，而此时AA仍然是不完全类型（仅前向声明，未定义）。

2. 尽管std::default_deleter<AA>的实例化允许AA为不完全类型，但用{nullptr}初始化unique_ptr<AA>的过程，会在隐式构造函数实例化时触发对unique_ptr<AA>模板的额外检查。这些检查在AA不完全的语境下无法完成，导致编译器报错。

3. 而当移除类内初始化器，或者在BB.cpp中显式定义默认构造函数（此时AA已经是完整类型），unique_ptr<AA>的初始化会在AA类型完整的语境下完成，所有模板检查都能正常通过，自然不会有编译错误。

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