如何创建由不可拷贝对象组成的std::tuple？

问题原因分析 #

原代码编译失败的核心原因是：
当你用a_b_{A(w,x), A(y,z)}初始化std::tuple<A, A>时，会先创建两个临时的A对象，随后std::tuple会尝试通过拷贝构造来初始化内部的A实例。但A的拷贝构造函数已被显式删除，因此触发编译错误。

解决方案（无需修改struct A） #

方案1：使用std::piecewise_construct分块构造（C++11及以上兼容） #

利用std::piecewise_construct标记，配合std::forward_as_tuple传递每个A的构造参数，让std::tuple直接在自身内存空间内构造A对象，全程避免拷贝操作。

修改后的完整代码：

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <utility>

struct A {
    int& x;
    int& y;

    A(int& a, int& b) : x(a), y(b) {}
    A(const A&) = delete;
    A& operator=(const A&) = delete;
};

class B {
public:
    B(int& w, int& x, int& y, int& z)
    : a_b_(std::piecewise_construct,
           std::forward_as_tuple(w, x),
           std::forward_as_tuple(y, z)) {}
    
private:
    std::tuple<A, A> a_b_;
};

int main() {
    int w =1, x=2, y=3, z=4;
    B b{w,x,y,z};
    return 0;
}

原理说明：

• std::piecewise_construct是一个标记对象，告诉std::tuple要按"分块"的方式构造每个元素
• std::forward_as_tuple(w, x)会将构造参数打包成引用类型的tuple，避免参数拷贝
• std::tuple直接用每个参数tuple里的值调用A的构造函数，在自身内存中创建A实例，完全跳过临时对象和拷贝步骤

方案2：C++20简化写法（编译器支持时可用） #

在C++20中，std::tuple支持直接通过嵌套初始化列表传递构造参数，语法更简洁：

class B {
public:
    B(int& w, int& x, int& y, int& z)
    : a_b_{ {w, x}, {y, z} } {}
    
private:
    std::tuple<A, A> a_b_;
};

这种写法依赖C++20的聚合初始化增强特性，编译器会自动将内部的{w,x}解析为A的构造参数，直接在tuple内部构造A对象，无需拷贝。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mmodel1