Question

以下是std::swap的可能定义：

template<class T>
void swap(T& a, T& b) {
  T tmp(std::move(a));
  a = std::move(b);
  b = std::move(tmp);
}

我相信

std::swap(v,v)保证无效，
std::swap可按上述方式实施。

以下引言似乎暗示这些信念是矛盾的。

17.6.4.9函数参数[res.on.arguments]

1以下各项适用于定义的函数的所有参数   除非另有明确说明，否则在C ++标准库中。

...


如果函数参数绑定到右值引用参数，则实现可以假定此参数是对其的唯一引用   这个论点。 [注意：如果参数是通用参数   形式T＆amp;＆amp;并且绑定了一个类型A的左值，该参数绑定到一个   左值参考（14.8.2.1）因此不在前面   句子。 - 结束注释] [注意：如果程序将左值转换为   将左值传递给库函数时的xvalue（例如通过   用参数move（x）调用函数，程序是   有效地要求该函数将该左值作为临时值处理。   实现可以自由地优化别名检查   如果参数是左值，则可能需要。 -endnote]

（感谢Howard Hinnant的providing the quote）

让v成为从标准模板库中获取的某种可移动类型的对象，并考虑调用std::swap(v, v)。在上面的a = std::move(b);行中，T::operator=(T&& t)内的this == &b就是这种情况，因此参数不是唯一引用。这违反了上述要求，因此从a = std::move(b)调用时，行std::swap(v, v)会调用未定义的行为。

这里有什么解释？

Answer 1

[res.on.arguments]是关于客户端应如何使用std :: lib的声明。当客户端向std :: lib函数发送xvalue时，客户端必须愿意假装xvalue确实是prvalue，并期望std :: lib利用它。

但是当客户端调用std :: swap（x，x）时，客户端没有向std :: lib函数发送xvalue。这是实现，而是这样做。因此，实现的责任在于使std :: swap（x，x）工作。

话虽如此，std已给予实现者一个保证：X应满足MoveAssignable。即使处于移动状态，客户端也必须确保X是MoveAssignable。此外，std::swap的实现并不真正关心自移动赋值的作用，只要它不是X的未定义行为即可。只要它没有崩溃。

a = std::move(b);

当＆amp; a ==＆amp; b时，此分配的源和目标都具有未指定（移动）值。这可以是无操作，也可以做其他事情。只要它不崩溃，std :: swap就能正常工作。这是因为在下一行：

b = std::move(tmp);

从前一行a进入的任何值都将从tmp获得一个新值。 tmp的原始值为a。因此，除了烧掉大量的cpu周期外，swap(a, a)还是一个无操作。

<强>更新

latest working draft, N4618已被修改，以明确说明MoveAssignable要求中的表达式：

t = rv

（其中rv是右值），如果t和rv没有t，则rv只需要在分配之前为rv的等效值引用相同的对象。无论如何，rv的状态在分配后未指定。还有一个说明需要进一步澄清：

无论t和rv是否引用相同的对象，
{{1}}仍必须满足使用它的库组件的要求。

Answer 2

然后表达式a = std::move(b);被执行，对象已经为空，处于一个只有很好定义破坏的状态。这实际上是无操作，因为左侧和右侧的物体已经是空的。移动后物体的状态仍然是未知但可破坏的。下一个语句将内容从tmp移回，并将对象设置回已知状态。

Answer 3

我同意你的分析，实际上libstdc ++调试模式有一个断言，它将触发标准容器的自交换：

#include <vector>
#include <utility>

struct S {
  std::vector<int> v;
};

int main()
{
  S s;
  std::swap(s, s);
}

需要包装器类型S，因为交换向量直接使用调用vector::swap()的专门化，因此不使用通用std::swap，但S将使用泛型的，当编译为C ++ 11时，将导致向量成员的自动移动赋值，该成员将中止：

/home/toor/gcc/4.8.2/include/c++/4.8.2/debug/vector:159:error: PST.

Objects involved in the operation:
sequence "this" @ 0x0x7fffe8fecc00 {
  type = NSt7__debug6vectorIiSaIiEEE;
}
Aborted (core dumped)

（我不知道＆＃34; PST＆＃34;应该是什么意思！我认为我测试的安装有问题。）

我相信GCC在这里的行为是符合的，因为标准说实现可以假设自动分配永远不会发生，因此断言永远不会在有效的程序中失败。

但是，我同意Howard的说法，这需要工作（并且可以毫无困难地工作 - 对于libstdc ++，我们只需要删除调试模式断言！），所以我们需要修改标准来制作自我移动或至少自我交换的例外。我一直承诺在一段时间内写一篇关于这个问题的论文，但还没有这样做。

我相信，既然在这里写答案，霍华德现在同意标准中目前的措辞存在问题，我们需要修复它以禁止libstdc ++使该断言失败。

Answer 4

我认为这不是std::swap的有效定义，因为std::swap被定义为采用左值引用，而不是右值引用（20.2.2 [utility.swap]）

Answer 5

我的理解是直到最近才考虑这个问题，所以 C++20 标准中的现有措辞并没有真正解决它。

C++23 工作草案 N4885 在 [lib.types.movedfrom]/2 处包含 Library Working Group issue 2839 resolution：

<块引用>

在 C++ 标准库中定义的类型的对象可以移动分配 (11.4.6 [class.copy.assign]) 给自身。除非另有说明，否则这种赋值会将对象置于有效但未指定的状态。

这使得 std::swap 对标准库类型完全有效。

在移动赋值和移动构造函数方面实现std :: swap

5 个答案: