从函数返回std::vector<std::unique_ptr<T>>时遇编译错误的问题

问题场景 #

使用MSVC 19.33.31630编译器时，尝试从函数返回std::vector<std::unique_ptr<int>>遇到编译错误，错误提示：

Error C2280 'std::unique_ptr<int,std::default_delete>::unique_ptr(const std::unique_ptr<int,std::default_delete> &)': attempting to reference a deleted function

测试代码1（按值返回） #

std::vector<std::unique_ptr<int>> test1()
{
    std::vector<std::unique_ptr<int>> ret = { std::make_unique<int>(1) };
    return ret;
}

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<int>> x = test1();
    std::unique_ptr<int>& ptrY = x.at(0);
    return 0;
}

测试代码2（返回引用） #

std::vector<std::unique_ptr<int>>& test2()
{
    std::vector<std::unique_ptr<int>> ret = { std::make_unique<int>(1) };
    return ret;
}

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<int>>& y = test2();
    std::cout << *(y.at(0)) << std::endl; 

    return 0;
}

错误原因解析 #

两个代码触发编译错误的核心原因一致：使用初始化列表初始化std::vector<std::unique_ptr<int>>时，会尝试调用std::unique_ptr的拷贝构造函数，但该函数已被显式删除。

初始化列表{ std::make_unique<int>(1) }中的元素会被视为const std::unique_ptr<int>&类型，vector初始化时需要将这些元素拷贝到容器内，而std::unique_ptr是独占所有权的智能指针，不允许拷贝操作，因此触发C2280错误。

另外，测试代码2还存在额外的严重问题：返回局部变量的引用属于未定义行为。函数内的局部vectorret在函数执行完毕后会被销毁，返回的引用会变成悬空引用，后续访问会导致程序崩溃或不可预料的行为。

修正方案 #

方案1：避免使用初始化列表，改用push_back/emplace_back #

std::vector<std::unique_ptr<int>> test1()
{
    std::vector<std::unique_ptr<int>> ret;
    ret.emplace_back(std::make_unique<int>(1)); // 直接在容器内构造unique_ptr，无拷贝
    return ret;
}

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<int>> x = test1();
    std::unique_ptr<int>& ptrY = x.at(0);
    return 0;
}

方案2：直接返回临时vector对象，通过std::move转移所有权 #

std::vector<std::unique_ptr<int>> test1()
{
    return { std::move(std::make_unique<int>(1)) }; // 转为右值触发移动构造，避免拷贝
}

注意事项 #

• 永远不要返回局部变量的引用或指针，这会导致悬空引用/指针，引发未定义行为。
• std::unique_ptr只能通过移动操作转移所有权，任何尝试拷贝的操作都会触发编译错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Scienciser