在可移动和不可复制的类上使用移动和交换习语是不是有意义

Posted 2023-02-25

【中文标题】在可移动和不可复制的类上使用移动和交换习语是不是有意义

【英文标题】：Does it make sense to use the move-and-swap idiom on a movable and non-copyable class在可移动和不可复制的类上使用移动和交换习语是否有意义

【发布时间】：2011-10-13 00:50:27

【问题描述】：

如果我有这样的课程

class Foo
public:
    Foo()...
    Foo(Foo && rhs)...
    operator=(Foo rhs) swap(*this, rhs);
    void swap(Foo &rhs);
private:
    Foo(const Foo&);
// snip: swap code
;
void swap(Foo& lhs, Foo& rhs);

如果我没有复制构造函数，按值实现 operator= 并交换是否有意义？它应该防止复制我的 Foo 类的对象，但允许移动。

这个类是不可复制的，所以我应该不能复制构造或复制分配它。

编辑

我已经用这个测试了我的代码，它似乎有我想要的行为。

#include <utility>
#include <cstdlib>
using std::swap;
using std::move;
class Foo
public: Foo():a(rand()),b(rand()) 
        Foo(Foo && rhs):a(rhs.a), b(rhs.b)rhs.a=rhs.b=-1;
        Foo& operator=(Foo rhs)swap(*this,rhs);return *this;
        friend void swap(Foo& lhs, Foo& rhs)swap(lhs.a,rhs.a);swap(lhs.b,rhs.b);
private:
    //My compiler doesn't yet implement deleted constructor
    Foo(const Foo&);
private:
    int a, b;
;

Foo make_foo()

    //This is potentially much more complicated
    return Foo();


int main(int, char*[])

    Foo f1;
    Foo f2 = make_foo(); //move-construct
    f1 = make_foo(); //move-assign
    f2 = move(f1);
    Foo f3(move(f2));
    f2 = f3; // fails, can't copy-assign, this is wanted
    Foo f4(f3); // fails can't copy-construct

    return 0;

【问题讨论】：

我想，如果你已经有了交换代码，这不会有什么坏处。您不能通过分配意外复制，因为分配按值获取参数，这仅适用于您的情况。另外，说Foo(const Foo&) = delete;！

“移动和交换”，当然。

@Kerrek SB 不幸的是，我当前工作的编译器不支持 = default 也不支持 =delete。见connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/details/679447/…

这是一件可怕的事情。没有复制 ctor -> 没有复制分配。

做正确的事并提供移动任务Foo& operator=(Foo&&)

【参考方案1】：

移动和交换确实是合理的。如果禁用复制构造函数，则调用此函数的唯一方法是使用移动构造函数构造参数。这意味着如果你写

lhs = rhs; // Assume rhs is an rvalue

然后operator =的参数的构造函数将使用移动构造函数初始化，清空rhs并将参数设置为rhs的旧值。对swap 的调用然后交换lhs 的旧值和rhs 的旧值，留下lhs 持有rhs 的旧值。最后，参数的析构函数触发，清理lhs 的旧内存。请注意，这实际上不是 复制-and-swap 而是 move-and-swap。

也就是说，你现在所拥有的是不正确的。 std::swap 的默认实现将在内部尝试使用移动构造函数来移动元素，这会导致无限递归循环。您必须重载 std::swap 才能使其正常工作。

你可以在网上看到这个here at ideone。

有关详细信息，请参阅this question 及其对“四点半规则”的讨论。

希望这会有所帮助！

【讨论】：

我认为您应该挽救我的程序，应用您的修复程序，并将其作为示例发布在这里。这将是一个非常好的答案。

@Tomalak Geret'kal- 好主意。固定。

+1。 :) 我仍然不完全理解复制要求消失的地方。您实例化了一个std::move，但它不会仍然被复制到函数参数中吗？禁止优化？ [编辑：嗯，好的，正在使用移动构造函数...]

不是 std::auto_ptr 的全部问题，当您应用 rhs 被修改的赋值运算符时，这不是您通常期望的对象。赋值不应该（在正常情况下）修改 rhs，因为它会混淆对象的用户。使用新的 std::unique_ptr 您必须显式移动对象，我希望用户在实现自己的移动操作时将其作为标准机制进行调整。

但是现在rhs 不见了（用你的话来说是“清空”）。我认为破坏分配对象的分配操作严重违反了最小意外原则......因此我的回答。

【参考方案2】：

我认为这很好，但我真的不明白你为什么不这样做：

operator=(Foo&& rhs) // pass by rvalue reference not value

并为自己节省一步。

【讨论】：

除了一件事，move 语义不是 swap 语义，例如，参见cpp-next.com/archive/2009/09/your-next-assignment

所以基本上，您需要在移动方面实现swap（例如std::swap），而不是在交换方面的移动。

我主要关注将按值传递更改为按右值引用传递。我只是复制并粘贴了问题中的其他代码，并不打算解决这个问题。

【参考方案3】：

接下来是意见，我并不真正符合 0x 标准，但我认为我有相当充分的理由支持我。

没有。 事实上，完全不支持分配是正确的。

考虑语义：

“assign”的意思是“使已经存在的B与A相同”。 “复制”的意思是“创建 B，并使其与 A 相同”。 “交换”的意思是“使 B 与 A 相同，同时使 A 与 B 相同”。 “移动”的意思是“使 B 与 A 相同，并摧毁 A。”

如果我们不能复制，那么我们就不能复制和交换。复制和交换是一种实现赋值的安全方式：我们创建与 A 相同的 C，将其与 B 交换（因此 C 现在是 B，B 与 A 相同），然后销毁 C （清理旧的 B 数据）。这根本不适用于移动和交换：我们不能在任何时候破坏 A，但移动会破坏它。此外，移动不会产生新值，所以我们将 A 移动到 B 中，然后就没有什么可以交换了。

除此之外 - 使类不可复制的原因肯定不是因为“创建 B”会出现问题，而是因为“导致它与 A 相同”会出现问题。 IOW，如果我们不能复制，我们为什么要指望能够分配？

【讨论】：

您希望能够分配一个右值。如 Foo f = returns_Foo_byval();这是移动任务。

Foo f; f = returns_Foo_byval(); 将是一个分配，但您拥有的行将是一个构造，除非它们在 0x 中的变化比他们需要的要大得多。

我不同意。在许多情况下（例如分配给函数的返回值），您希望支持从右值分配。您还可能遇到容器中不可复制、可移动的对象等情况，其中重估分配对于正确操作至关重要。最后，像 unique_ptr 这样的对象专门通过这样做来工作。

同意，这违反了（复制）赋值的意思，使用复制赋值语法来伪造移动赋值。因此，每次编译器尝试将其作为复制分配调用时，它都会失败。标准刚刚摆脱了auto_ptr，没必要偷偷回来。

@templatetypedef “重估赋值”是什么意思？