C++17中能否在成员初始化列表完成不可移动对象的两步初始化？

我正在使用一套遗留API，其中类A没有默认、拷贝、移动构造函数及赋值运算符，必须通过构造函数+init方法完成两步构造；类B必须依赖完全初始化的A进行构造。我尝试编写类C，其成员包含A和B，期望在C的构造函数成员初始化列表中完成A的两步初始化后再初始化B，但多种尝试均失败，目前用unique_ptr实现，想寻找C17下的更优方案（无法使用C20的保证移动消除规则）。

遗留API代码 #

class A {
public:
    A(int some_param);

    // 无默认、拷贝、移动构造函数及赋值运算符
    A() = delete;
    A(const A&) = delete;
    A(A&&) = delete;      // 本不该删除，但无法修改该类
    A& operator= (const A&) = delete;
    A& operator= (A&&) = delete;

    // 两步构造：构造后需调用init完成初始化
    void init(int some_other_argument);

    // 其他成员
};

class B {
public:
    // 无默认构造函数，必须传入完全初始化的A
    B() = delete;
    B(const A&);

    // 其他成员
};

目标代码（期望实现的结构） #

class C {
public:
    C();
private:
    A m_a;
    B m_b;
};

C::C()
    : m_a{ /* 完成A的两步初始化 */}
    , m_b(m_a)
{}

尝试过的无效方案 #

• 立即初始化lambda：编译失败，因为A不可移动

C::C()
    : m_a{[] {
        auto a = A(0xdead_beef);
        a.init(42);
        return a; // 编译错误：A不可移动
    }()}
    , m_b(m_a)
{}

• 构造函数体赋值：编译失败，因为A和B的默认构造函数已删除，进入函数体前会尝试默认初始化成员

C::C()
    // m_a和m_b会被尝试默认初始化，但它们的默认构造函数已删除
{
    m_a = A(0xdead_beef);
    m_a.init();
    m_b = B(m_a);
}

• 构造函数体中完成第二步初始化：逻辑错误，初始化m_b时m_a还未完成init，不符合B的构造要求

C::C()
    : m_a(0xdead_beef)
    , m_b(m_a) // 此时m_a未完成init，不符合B的构造条件
{
    m_a.init();
}

当前实现方案 #

使用std::unique_ptr间接持有A，确保A完成初始化后再构造B：

class C {
public:
    C();
private:
    std::unique_ptr<A> m_a; // 构造函数中保证初始化，无需空指针检查
    B m_b;
};

C::C()
    : m_a{[] {
        auto a = new A(0xdead_beef);
        a->init(42);
        return a;
    }()}
    , m_b(*m_a)
{}

C++17下的更优方案 #

可以用嵌套类封装A的两步初始化，利用类成员的初始化顺序（嵌套类对象先于外部类的B成员初始化），避免动态内存分配：

class C {
private:
    // 嵌套类：负责完成A的两步初始化
    class AHolder {
    public:
        A a;
        AHolder() : a(0xdead_beef) {
            a.init(42);
        }
    };

    AHolder m_a_holder;
    B m_b;
public:
    C() : m_b(m_a_holder.a) {}

    // 对外暴露A的接口（如果需要）
    A& get_a() { return m_a_holder.a; }
    const A& get_a() const { return m_a_holder.a; }
};

方案优势 #

1. 避免了unique_ptr带来的动态内存分配和间接访问开销
2. 严格保证A完成初始化后才构造B：m_a_holder作为C的第一个成员，会先被初始化，其构造函数中完成A的init，之后再初始化m_b
3. 完全符合C++17标准，无需依赖后续版本特性

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Robin