含const成员变量类的默认移动构造函数行为探究

编译环境：C17标准，g（开启-Wall -Wextra编译选项）

测试代码 #

#include <iostream>
#include <vector>

struct myclass
{
                const int num;
                const std::vector<int> vec;

                // Delete copy constructors
                myclass(const  myclass&)        = delete;
                myclass( myclass&)              = delete;
                // Default move constructor
                myclass( myclass&&)             = default;
};

int main()
{
        myclass A = {1, {2}};

        std::cout << "Before  A: " << &A.vec[0]
                << "\nBefore  A[0]: " << A.vec[0]
                << "\nBefore  A int: " << A.num;

        myclass otherA = std::move(A);

        std::cout << "\n\nAfter moving:\nOrig  A: " << &A.vec[0]
                << "\nOrig  A[0]: " << A.vec[0]
                << "\nOrig  A int: " << A.num;

        std::cout << "\n\nOther A: " << &otherA.vec[0]
                << "\nOther A[0]: " << otherA.vec[0]
                << "\nOther A int: " << otherA.num << std::endl;

        return 0;
}

运行结果 #

Before  A: 0x55fd59295eb0
Before  A[0]: 2
Before  A int: 1

After moving:
Orig  A: 0x55fd59295eb0
Orig  A[0]: 2
Orig  A int: 1

Other A: 0x55fd592962e0
Other A[0]: 2
Other A int: 1

问题描述 #

当vec为非const成员时，执行std::move后原对象访问vec会触发段错误，新对象与原对象的vec地址相同（符合常规移动语义）；但当vec为const成员时，原对象的vec地址不变，访问也正常，新对象的vec是新地址。请问这种情况为何看似正常？是否属于g++下碰巧可行的未定义行为？

原因分析 #

1. 默认移动构造的行为限制
   因为myclass包含const成员（num和const std::vector<int> vec），编译器生成的默认移动构造函数无法对这些const成员执行移动操作——移动语义的核心是转移资源所有权，通常会修改原对象的成员（比如把原vector的指针置空），但const成员不允许被修改。因此默认移动构造实际上退化成了逐成员的拷贝构造。

2. 原对象未被修改的本质
   对const成员来说，默认移动构造只能复制它们的值：num直接拷贝，const std::vector也只能被拷贝（因为vector的移动构造会修改原对象内部状态，但const vector无法调用非const的移动构造函数）。这就导致原对象的所有成员都保持原样，新对象拥有一份独立的拷贝，所以原对象访问vec仍然正常，地址也不变，新对象的vec是新分配的内存（地址不同）。

3. 未定义行为的界定
   这里原对象在移动后被访问的行为不属于未定义行为——因为默认移动构造实际上是拷贝，原对象并没有进入“可析构但不可使用”的移动后状态。但要注意：如果你的类设计初衷是使用移动语义，那么包含const成员会直接破坏移动语义，这种默认生成的“伪移动构造”可能和预期不符。

4. 非const成员的对比
   当vec是非const时，编译器生成的默认移动构造会调用vector的移动构造函数，将原vector的资源转移给新对象，原vector会进入空状态（内部指针置空），此时访问原对象的vec[0]就会触发段错误，这是符合移动语义的正常结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TCD