是否可以让“命名构造函数”返回私有构造的、不可移动、不可复制的 std::Optional ？

我主要从事不允许抛出异常的系统级 C++ 项目，但（理所应当）强烈鼓励使用 RAII。现在，我们使用许多 C++ 程序员熟悉的臭名昭著的技巧来处理构造函数失败的问题，例如：

1. 简单的构造函数，然后调用bool init(Args...)做困难的事情
2. 真正的构造函数，然后进行检查bool is_valid() const
3. 堆分配static unique_ptr<MyType> create(Args...)

当然，这些都有缺点（堆分配、无效和“移动”状态等）。

我的公司终于更新编译器并将允许glorious使用C++17。自 C++17 以来的特性std::optional<T>而且，最重要的是，强制复制省略，我希望我可以大大简化我们所有的类，使其看起来像这样：

class MyType {
 public:
  static std::optional<MyType> create() {
    // If any of the hard stuff fails, return std::nullopt
    return std::optional<MyType>(std::in_place, 5, 'c');
  }
  ~MyType() {
    // Cleanup mArg0 and mArg1, which are always valid if the object exists
  }

  // ... class functionality ...

  // Disable default constructor, move, and copy.
  // None of these are needed because mandatory copy elision
  // allows the static function above to return rvalue without
  // copy or move operations
  MyType() = delete;

  MyType(const MyType&) = delete;
  MyType(MyType&&) = delete;

  MyType& operator=(const MyType&) = delete;
  MyType& operator=(MyType&&) = delete;

private:
  MyType(ArgT0 arg0, ArgT1 arg1) : mArg0(arg0), mArg1(arg1) {}
  ArgT0 mArg0;
  ArgT1 mArg1;
};

请注意这有多好：静态函数确保在创建对象之前完成所有困难的工作，缺乏默认的 ctor/move 意味着对象永远不会以无效或移动状态存在，私有构造函数确保用户不会意外地跳过命名的演员。

不幸的是，由于演员是私人的，std::is_constructable_t<MyType>检查失败，因此in_place的构造函数optionalSFINAE 出局了。

如果我做了两件事之一，但我不想做这两件事，则此代码有效：

1. 将 ctor 设为公开（但现在该类的用户可能会意外地绕过指定的 ctor）
2. 允许移动操作（但现在我必须处理无效的对象）

我也尝试过这个，但它不起作用，因为std::optional需要一个移动运算符才能使其工作：

static std::optional<MyType> create() {
  // If any of the hard stuff fails, return std::nullopt
  return std::optional<MyType>(MyType(5, 'c'));
}

我是否可能缺少一些技巧或咒语才能使其正常工作，或者我是否达到了 C++17 允许的限制？

Thanks!

如果你想让任何间接对象构造工作（emplace以各种形式，in_place的构造函数optional, make_shared等），相关构造函数必须是公共的。您可以使用称为私钥的东西将构造函数公开，而不允许所有公开使用。

基本上，您创建一个类型（称之为Key) 其默认构造函数是私有的。该类没有成员，也不执行任何操作。它声明MyType是...的朋友Key;这意味着只有成员MyType可以构建一个。

现在，让所有MyType的构造函数public，但他们都采取Key const&作为第一个参数。这意味着理论上anyone可以打电话给他们，但实际上只有拥有Key实例实际上可以调用它们。的成员MyType可以创建这样的实例，并且可以将这些实例传递给optional's in_place构造函数或任何其他间接机制。这有效地为间接构造机制提供了对构造函数的私有访问权限。

这是处理转发类型私有访问的标准习惯用法。事实上，假设我们可以写一个通用的key<T>像这样输入：

template<typename T>
class key
{
private:
  key() = default;
  key(int) {} //Not an aggregate

  friend T;
};

一张小纸条。由于 C++11 pre-C++20 的一个烦恼，除了默认/删除的复制/移动/默认构造函数之外，任何没有成员和构造函数的类型都被视为聚合。这是真实的even if你明确地= default它的默认构造函数。因此，该类型可以进行聚合初始化，没有公共/私有区别。也就是说，任何人都可以通过这样做来调用您的私钥构造函数：MyType({}, <params>);.

为了避免这种情况，您需要给出Key额外的（私有）构造函数或以其他方式阻止它成为聚合。