带polymorphic_allocator的嵌套pmr vector无法用emplace_back构造的原因

先看这段会报错的代码：

std::pmr::vector<std::pmr::vector<int>> outer_vec(std::pmr::get_default_resource());
outer_vec.emplace_back(std::pmr::get_default_resource());

运行后触发断言错误：

static assertion failed: construction with an allocator must be possible if uses_allocator is true

但以下几种类似场景都能正常运行：

场景1：先构造内层vector再push_back #

std::pmr::vector<std::pmr::vector<int>> outer_vec(std::pmr::get_default_resource());
std::pmr::vector<int> inner_vec(std::pmr::get_default_resource());
outer_vec.push_back(std::move(inner_vec));

场景2：内层是非pmr vector时调用emplace_back #

std::pmr::vector<std::vector<int>> outer_vec(std::pmr::get_default_resource());
outer_vec.emplace_back();

场景3：外层是非pmr vector时调用emplace_back #

std::vector<std::pmr::vector<int>> vec;
vec.emplace_back(std::pmr::get_default_resource());

核心原因解析 #

问题出在pmr容器的allocator传播规则和emplace_back的参数处理逻辑上：

1. pmr容器的uses_allocator特性：
   std::pmr::vector本质是std::vector<T, std::pmr::polymorphic_allocator<T>>的别名。对于外层的pmr::vector<pmr::vector<int>>，其分配器是polymorphic_allocator<pmr::vector<int>>。根据C++标准的std::uses_allocator规则，pmr::vector<int>满足uses_allocator_v<pmr::vector<int>, polymorphic_allocator<...>> == true——因为它本身就是基于polymorphic_allocator实现的容器。

2. emplace_back的参数传递逻辑：
   当外层pmr容器调用emplace_back时，会自动尝试将自身的分配器传递给内层元素的构造函数。此时你传入了一个memory_resource*作为构造参数，容器会尝试用「外层分配器 + 传入的memory_resource*」来构造内层pmr::vector<int>，但内层pmr::vector<int>并没有这样的构造函数：它要么接受单个memory_resource*，要么接受单个polymorphic_allocator<T>，但不支持两者同时作为参数，这直接触发了断言检查。

3. 对比场景的差异：

   • 场景1：push_back是移动已构造完成的内层vector，外层容器不需要参与内层的构造过程，自然不会传递分配器，因此无冲突。
   • 场景2：内层是普通std::vector<int>，它可以接受polymorphic_allocator作为构造参数（符合uses_allocator的要求），所以外层传递分配器后能正常构造。
   • 场景3：外层是普通std::vector，其分配器是std::allocator，而uses_allocator_v<pmr::vector<int>, std::allocator<int>> == false，因此外层容器不会传递自身的分配器，直接用你传入的memory_resource*构造内层pmr vector，没有问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zereges