为什么右值unique_ptr的运算符*返回左值？

Question

从“死”的unique_ptr中使用operator *的返回值是不好的。

以下代码可以编译，但是结果当然是未定义行为：

auto& ref = *std::make_unique<int>(7);
std::cout << ref << std::endl;

为什么标准不将std :: unique_ptr 右值的operator *的返回值设为内部值的右值，而不是像这样的lvalue：

// could have been done inside unique_ptr
T& operator*() & { return *ptr; }
T&& operator*() && { return std::move(*ptr); }

在这种情况下，可以正常工作：

std::cout << *std::make_unique<int>(7) << std::endl;

但是开头的代码无法编译（无法将右值绑定到左值）。

---

旁注：当然，有些人仍然可以像下面这样编写错误的代码，但是更冗长地说“我是UB”，因此不太相关：

auto&& ref = *std::make_unique<int>(7);
std::cout << ref << std::endl;

---

是否有充分的理由让std :: unique_ptr右值上的operator *返回左值ref？

Answer 1

就涉及的值类别和基本概念而言，您的代码等效于以下内容：

auto &ref = *(new int(7));

new int(7)产生一个指针对象，它是一个prvalue表达式。取消引用该prvalue会导致一个左值表达式。

不管指针对象是右值还是左值，应用于*指针都会导致左值。那不应该仅仅因为指针是“智能”而改变。

Answer 2

好问题！

在不深入研究相关论文和设计讨论的情况下，我认为有几点可能是这个设计决定的原因：

1. 正如 @Nicol Bolas 提到的，这就是内置（原始）指针的行为方式，因此“照做int”在这里应用为“照做int*”。

   这类似于unique_ptr（和其他库类型）不传播const性（这反过来就是我们添加的原因propagate_const）的事实。

2. 下面的代码片段怎么样？它不会按照您建议的更改进行编译，但它是不应被阻止的有效代码。

class Base { virtual ~Base() = default; };
class Derived : public Base {};
void f(Base&) {}

int main()
{
    f(*std::make_unique<Derived>());
}

（godbolt - 如果我们的operator*重载被注释掉，它就会编译）

顺便说一句：我不确定auto&&说“我是 UB”是否更大声。相反，有些人会认为这auto&&应该是我们在许多情况下的默认设置（例如基于范围的 for 循环；甚至建议自动插入“简洁符号基于范围的 for 循环”（这没有被接受，但是仍然...））。让我们记住，rvalue-ref 具有与const &延长临时生命周期类似的效果（在已知限制内），因此它通常看起来不一定像 UB。