当使用 unique_ptr 作为数据成员时，如何利用编译器生成的复制/移动 ctor？

问：

假设我有一个包含数据成员的类，并且我希望该类支持复制，方法是深度克隆智能指针指向的对象：unique_ptr

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

class Bar {
public:
    Bar() { cout << "Bar::ctor " << this << '\n'; }
    ~Bar() { cout << "~Bar" << this << '\n'; }
    std::unique_ptr<Bar> clone() const { 
        auto p = std::make_unique<Bar>(*this); 
        cout << "Bar::clone() " << this << " to " << p << '\n';
        return p;
    }
};

class Foo {
public:
    Foo() = default;
    ~Foo() = default;
    Foo(Foo const & other) : p_{other.p_->clone()} { 
        cout << "Foo::copy-ctor " << p_ << ", other.p_ " << other.p_ << '\n';
    }
    Foo(Foo && other) : p_{std::move(other.p_)} {
        cout << "Foo::move-ctor " << p_ << ", other.p_ " << other.p_ << '\n';
    }
    Foo & operator=(Foo const & other) { 
        cout << "Foo::copy-assign " << p_ << ", other._p " << other.p_ << '\n';
        p_ = other.p_->clone(); return *this;
    }
    Foo & operator=(Foo && other) { 
        cout << "Foo::move-assign " << p_ << '\n';
        p_ = std::move(other.p_); return *this; 
    }

    void store(std::unique_ptr<Bar> p) {
        cout << "Foo::store() " << p << '\n';
        p_ = std::move(p);
    }

public:  // so we can print out p_ later
    std::unique_ptr<Bar> p_;
};

std::unique_ptr<Bar> bar() {
    return std::make_unique<Bar>();
}

int main() {
    Foo f;

    auto b = bar();
    cout << "b " << b << '\n';

    f.store(std::move(b));

    cout << "copy" << '\n';
    auto g {f};
    cout << "assign" << '\n';
    Foo h;
    h = f;
    cout << "move" << '\n';
    auto i = std::move(f);

    cout << "f.p_ " << f.p_ << '\n';
    cout << "g.p_ " << g.p_ << '\n';
    cout << "h.p_ " << h.p_ << '\n';
}

https://godbolt.org/z/qjf8MoKsE

输出：

Bar::ctor 0x2314eb0
b 0x2314eb0
Foo::store() 0x2314eb0
copy
Bar::clone() 0x2314eb0 to 0x2315ee0
Foo::copy-ctor 0x2315ee0, other.p_ 0x2314eb0
assign
Foo::copy-assign 0, other._p 0x2314eb0
Bar::clone() 0x2314eb0 to 0x2315f00
move
Foo::move-ctor 0x2314eb0, other.p_ 0
f.p_ 0
g.p_ 0x2315ee0
h.p_ 0x2315f00
~Bar0x2314eb0
~Bar0x2315f00
~Bar0x2315ee0

这有点冗长，但关键是由于数据成员及其删除的复制构造函数而不起作用，因此我必须手动定义这些函数才能获得我寻求的深度复制语义。= default;unique_ptr

对于单个数据成员来说，这还不错。但是，如果我向类中添加其他数据成员，在我看来，我将不得不在四个复制/移动 ctors/assignment 运算符中的每一个中显式复制/分配它们，因为尚未生成默认成员函数。unique_ptrFoo

这让我想知道是否有一个标准的库包装器可以实现自动深度复制，以及保持正确性之类的东西，这将使我能够简化为以下内容：unique_ptrconstFoo

class Foo {
public:
    Foo() = default;
    ~Foo() = default;
    Foo(Foo const & other) = default;
    Foo(Foo && other) = default;
    Foo & operator=(Foo const & other) = default;
    Foo & operator=(Foo && other) = default;

    // ...

public:
    DeepCopyUniquePtr p_;  // what is this?
    int a;
    float b; 
    // lots...
    char z;
};

从而回退到默认的复制/移动 ctor 和赋值运算符。

我还发现，当我有多个数据成员时，这些函数也会很快变得混乱。unique_ptr