std::move_if_noexcept 调用复制赋值，即使移动赋值是 noexcept；为什么？

Question

我正在尝试尽可能接近 Strong Exception Gua运行tee，但是在玩 std::move_if_noexcept 时我 运行 变成了一些看似奇怪的行为。

尽管下面class中的移动赋值运算符被标记为noexcept，复制赋值运算符 在使用相关函数的 return 值调用时被调用。

struct A {
  A ()         { /* ... */ }
  A (A const&) { /* ... */ }

  A& operator= (A const&) noexcept { log ("copy-assign"); return *this; }
  A& operator= (A&&)      noexcept { log ("move-assign"); return *this; }

  static void log (char const * msg) {
    std::cerr << msg << "\n";
  }
};

int main () {
  A x, y;

  x = std::move_if_noexcept (y); // prints "copy-assign"
}

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问题

• 为什么在前面的代码片段中没有调用 移动赋值运算符 ？

Answer 1

简介

move_if_noexcept 的名称当然意味着函数将产生一个 rvalue-reference 只要此操作是 noexcept，并且在请注意，我们很快就会意识到两件事：

1. 从 T& 到 T&& 或 T const& 的简单转换永远不会抛出异常，那么这个函数的目的是什么？
2. move_if_noexcept 如何神奇地推断出使用 returned 值的上下文？

实现的答案(2)既可怕又自然； move_if_noexcept 根本无法推断出这样的上下文（因为它不是思想-reader），这反过来意味着该功能必须按照一些静态规则集来发挥作用。

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TL;DR

move_if_noexcept 将有条件地 return 一个 rvalue-reference 取决于参数的异常规范type 的 move-constructor，它仅用于初始化对象（即不分配给它们）。

template<class T>
void intended_usage () {
  T first;
  T second (std::move_if_noexcept (first));
}

更好的名字可以是 move_if_move_ctor_is_noexcept_or_the_only_option；虽然打字有点繁琐，但至少表达了预期的用途。

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move_if_noexcept

的诞生

阅读产生 std::move_if_noexcept 的提案 (n3050)，我们发现以下段落（强调我的）：

We propose that instead of using std::move(x) in those cases, thus granting permission for the compiler to use any available move constructor, maintainers of these particular operations should use std::move_if_noexcept(x), which grants permission move unless it could throw and the type is copyable.

Unless x is a move-only type, or is known to have a nonthrowing move constructor, the operation would fall back to copying x, just as though x had never acquired a move constructor at all.

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那么，move_if_noexcept 的作用是什么？

std::move_if_noexcept 将有条件地将传递的 lvalue-reference 转换为 rvalue-reference，除非;

• 潜在的移动构造函数可能会抛出，并且；
• 类型是CopyConstructible。

// Standard Draft n4140 : [utility]p2

template<class T>
constexpr conditional_t<
  !is_nothrow_move_constructible::value && is_copy_constructible<T>::value,
  const T&, T&&
> move_if_noexcept (T& x) noexcept;

这基本上意味着它只会产生一个 rvalue-reference 如果它可以证明它是唯一可行的选择，或者如果它保证不会抛出异常（通过noexcept).

表示

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判决

std::move 是对 rvalue-reference 的无条件转换，而 std::move_if_noexcept 取决于对象可以 移动的方式-constructed - 因此它应该只在我们实际构造对象的地方使用，而不是在我们分配给它们时使用。

您代码段中的 复制赋值运算符 被调用，因为 move_if_noexcept 找不到标记为 移动构造函数 noexcept，但是因为它有一个 copy-constructor 函数将产生一个类型，A const&，适合这样的。

请注意，复制构造函数符合MoveConstructible类型，这意味着我们可以move_if_noexcept return rvalue-reference 通过对您的代码段进行以下调整：

struct A {
  A ()                  { /* ... */ }
  A (A const&) noexcept { /* ... */ }
  
  ...
};

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例子

struct A {
  A ();
  A (A const&);
};

A a1;
A a2 (std::move_if_noexcept (a1)); // `A const&` => copy-constructor

struct B {
  B ();
  B (B const&);
  B (B&&) noexcept;
};

B b1;
B b2 (std::move_if_noexcept (b1)); // `B&&` => move-constructor
                                   //          ^ it's `noexcept`

struct C {
  C ();
  C (C&&);
};

C c1;
C c2 (std::move_if_noexcept (c1)); // `C&&` => move-constructor
                                   //          ^ the only viable alternative

struct D {
  C ();
  C (C const&) noexcept;
};

C c1;
C c2 (std::move_if_noexcept (c1)); // C&& => copy-constructor
                                   //        ^ can be invoked with `T&&`

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进一步阅读：

• cppreference.com - MoveConstructible
• cppreference.com - CopyConstructible
• cppreference.com - std::move_if_noexcept