std::forwardの戻り値を格納する変数の定義のしかたで結果が変わってしまう

Question

前提

ムーブコンストラクタが動いた時標準出力に[ムーブ]と出力
コピーコンストラクタが動いた時標準出力に[コピー]と出力
するような構造体Hogeと

ユニバーサル参照とstd::forwardを使い
オーバーロードなしの同じ1つの関数で
右辺値が代入されたら引数から内部の変数へムーブし
左辺値が代入されたら引数から内部の変数へコピー
するような関数funcを作っていた時理解できない問題が発生したので
質問させていただきます。

ちなみに関数funcはenable_ifを使うことで
構造体Hoge以外の型を受け付けないようになってます。

下記のコードはC++17でコンパイルしています。

質問内容

質問は2つございます。

質問1:
関数func中の

Hoge hoge;
hoge = std::forward<Type>(arg);

の部分を

Type hoge = std::forward<Type>(arg);

と書いてしまうと下記の結果
(#define PROBLEM_OCCURRED_1を有効にした場合の実行結果)のようになります。
なぜ左辺値代入時コピーが行われず右辺値代入時もコピーが行われてしまうのでしょうか。

質問2:
また質問①のようにfunc内で

Hoge hoge = std::forward<Type>(arg);

と書いてしまうと
(#define PROBLEM_OCCURRED_2を有効にした場合の実行結果)のようになります
なぜ右辺値代入時ムーブが行われずコピーがが行われてしまうのでしょうか。

ご回答どうかよろしくお願いします。

備考

上記の問題を発生させたいのならば下記のコード中
4行目のPROBLEM_OCCURRED_1(1つ目の問題を発生させる)か
5行目のPROBLEM_OCCURRED_2(2つ目の問題を発生させる)の
コメントアウトを外してもらえば発生させられます。

問題のコード

#include <iostream>
#include <type_traits>

//#define PROBLEM_OCCURRED_1//質問①の問題発生させるスイッチ
//#define PROBLEM_OCCURRED_2//質問②の問題発生させるスイッチ

//
//  構造体Hogeのプロトタイプ宣言
//
struct Hoge;

//
//  Hoge判定用メタ関数
//
template<class Type> struct is_hoge:std::false_type{};
template<> struct is_hoge<Hoge&>:std::true_type{};
template<> struct is_hoge<const Hoge&>:std::true_type{};
template<> struct is_hoge<Hoge&&>:std::true_type{};
template<> struct is_hoge<Hoge>:std::true_type{};

//
//  構造体Hogeの定義
//
struct Hoge{
    Hoge()noexcept = default;
    ~Hoge() = default;
    Hoge& operator=(const Hoge& hoge)noexcept{std::cout << "コピー" << std::endl; return *this;}
    Hoge& operator=(Hoge&& hoge)noexcept{std::cout << "ムーブ" << std::endl; return *this;}
    Hoge(const Hoge& hoge)noexcept{*this = hoge;}
    Hoge(Hoge&& hoge)noexcept{*this = hoge;}
};

//
//  内部で確保したHogeのオブジェクトへコピーorムーブする関数
//  引数はユニバーサル参照となっており右辺値でも左辺値でも入力可能
//  enable_ifを使うことでHoge以外代入できないようになっている
//
template<class Type>
typename std::enable_if<is_hoge<Type>::value>::type func(Type&& arg)noexcept{
#if defined(PROBLEM_OCCURRED_1)
    Type hoge = std::forward<Type>(arg);//質問①:エラーは起こらないが左辺値代入時コピーが行われず右辺値代入時もコピーが行われてしまう

#elif defined(PROBLEM_OCCURRED_2)
    Hoge hoge = std::forward<Type>(arg);//質問②:エラーは起こらないが右辺値代入時ムーブが行われずコピーがが行われる

#else
    Hoge hoge;
    hoge = std::forward<Type>(arg);//引数が左辺値ならコピー,右辺値ならムーブになる

#endif

}

//
//  メイン関数
//
int main(void)
{
    std::cout << "/////////////////////////////////////////////" << std::endl;
    std::cout << "左辺値代入" << std::endl;
    Hoge lr;
    func(lr);

    std::cout << "/////////////////////////////////////////////" << std::endl;
    std::cout << "右辺値代入" << std::endl;
    func(Hoge());

    return 0;
}

問題を発生させなかった場合の実行結果

/////////////////////////////////////////////
左辺値代入
コピー
/////////////////////////////////////////////
右辺値代入
ムーブ

ちゃんと左辺値代入でも右辺値代入正しい挙動をしています。

#define PROBLEM_OCCURRED_1を有効にした場合の実行結果

/////////////////////////////////////////////
左辺値代入
/////////////////////////////////////////////
右辺値代入
コピー

左辺値代入時コピーが行われず右辺値代入時もコピーが行われてしまっている。

#define PROBLEM_OCCURRED_2を有効にした場合の実行結果

/////////////////////////////////////////////
左辺値代入
コピー
/////////////////////////////////////////////
右辺値代入
コピー

右辺値代入時ムーブが行われずコピーがが行われてしまっている。

開発環境の備考

ツールの種類	ツールの名前	バージョン
コンパイラ	clang++	6.0.0
OS	Linux Mint	18.3

Answer 1

クラスHogeのムーブコンストラクタ定義に問題があるようです。質問文にある実装(★箇所)では、ムーブコンストラクタ内でコピー代入演算子が呼び出されます。

struct Hoge{
    Hoge()noexcept = default;
    ~Hoge() = default;
    Hoge& operator=(const Hoge& hoge)noexcept{std::cout << "コピー" << std::endl; return *this;}
    Hoge& operator=(Hoge&& hoge)noexcept{std::cout << "ムーブ" << std::endl; return *this;}
    Hoge(const Hoge& hoge)noexcept{*this = hoge;}
    Hoge(Hoge&& hoge)noexcept{*this = hoge;}  // ★
};

正しくは、次のように実装すべきです。

struct Hoge{
    // (省略)
    Hoge(Hoge&& hoge)noexcept{*this = std::move(hoge);}
};

Comments

[退会済みユーザー]

yohhoy様

右辺値≠右辺値参照と言うことですね…
うっかりしてました。

的確なご回答ありがとうございます。