Question

最近，many questions pop up了解了如何提供自己的swap功能。使用C ++ 11，std::swap将使用std::move并移动语义以尽可能快地交换给定值。当然，这仅适用于提供移动构造函数和移动赋值运算符（或使用按值传递的运算符）。

现在，有了这个，是否真的有必要在C ++ 11中编写自己的swap函数？我只能想到不可移动的类型，但是再一次，自定义swap通常通过某种“指针交换”（也就是移动）来工作。也许有某些参考变量？唔...

Answer 1

这是一个判断问题。我通常会让std::swap完成原型代码的工作，但是对于发布代码，请编写自定义交换。我通常可以写一个自定义交换，大约是1移动构造的两倍+ 2个移动分配+ 1个无资源的破坏。然而，人们可能希望等到std::swap实际证明是性能问题之后再去打扰。

Alf P. Steinbach的更新：

20.2.2 [utility.swap]指定std::swap(T&, T&)的{{1}}等效于：

noexcept

即。如果template <class T> void swap(T& a, T& b) noexcept ( is_nothrow_move_constructible<T>::value && is_nothrow_move_assignable<T>::value );上的移动操作为T，则noexcept上的std::swap为T。

请注意，此规范不需要移动成员。它只需要存在rvalues的构造和赋值，如果它是noexcept，那么swap将是noexcept。 E.g：

noexcept

即使没有移动成员，

class A { public: A(const A&) noexcept; A& operator=(const A&) noexcept; };也是例外。

Answer 2

可能有一些类型可以交换但不能移动。我不知道任何不可移动的类型，所以我没有任何例子。

Answer 3

按惯例，自定义swap提供无投掷保证。我不知道std::swap。我对委员会工作的印象是它完全是政治性的，所以如果他们某处将duck定义为bug或类似的政治文字游戏演习，我不会感到惊讶。所以我不会依赖这里的任何答案，除非它提供了一个详细的打击，从C ++ 0x引用标准到最小细节（以确保没有{{ 1}}）。

Answer 4

当然，您可以将交换实现为

template <class T>
void swap(T& x, T& y)
{
  T temp = std::move(x);
  x = std::move(y);
  y = std::move(temp);
}

但是我们可能有自己的课程，比如A，我们可以更快地交换。

void swap(A& x, A& y)
{
  using std::swap;
  swap(x.ptr, y.ptr);
}

而不是必须运行构造函数和析构函数，只需交换指针（可能实现为XCHG或类似的东西）。

当然，编译器可能会在第一个示例中优化构造函数/析构函数调用，但如果它们有副作用（即调用new / delete），那么它们可能不够智能，无法将它们优化掉。

Answer 5

考虑以下包含内存分配资源的类（为简单起见，由单个整数表示）：

class X {
    int* i_;
public:
    X(int i) : i_(new int(i)) { }
    X(X&& rhs) noexcept : i_(rhs.i_) { rhs.i_ = nullptr; }
 // X& operator=(X&& rhs) noexcept { delete i_; i_ = rhs.i_;
 //                                  rhs.i_ = nullptr; return *this; }
    X& operator=(X rhs) noexcept { swap(rhs); return *this; }
    ~X() { delete i_; }
    void swap(X& rhs) noexcept { std::swap(i_, rhs.i_); }
};

void swap(X& lhs, X& rhs) { lhs.swap(rhs); }

然后std::swap会导致删除空指针3次（对于移动赋值运算符和统一赋值运算符情况）。编译器可能无法优化此类delete，请参阅https://godbolt.org/g/E84ud4。

自定义swap不会调用任何delete，因此效率更高。我想这就是std::unique_ptr提供自定义std::swap专业化的原因。

<强>更新

似乎Intel和Clang编译器能够优化删除空指针，但GCC不是。有关详细信息，请参阅Why GCC doesn't optimize out deletion of null pointers in C++?。

<强>更新

似乎在GCC中，我们可以通过重写delete来阻止调用X运算符，如下所示：

 // X& operator=(X&& rhs) noexcept { if (i_) delete i_; i_ = rhs.i_;
 //                                  rhs.i_ = nullptr; return *this; }
    ~X() { if (i_) delete i_; }

移动语义==自定义交换功能已过时？

5 个答案: