复制和移动成语？

Question

通过使用 Copy & Swap 惯用语，我们可以轻松实现具有强异常安全性的复制赋值：

T& operator = (T other){
    using std::swap;
    swap(*this, other);
    return *this;
}

然而，这需要 T 为 Swappable. Which a type automatically is if std::is_move_constructible_v<T> && std::is_move_assignable_v<T> == true thanks to std::swap。

我的问题是，使用 "Copy & Move" 成语有什么缺点吗？像这样：

T& operator = (T other){
    *this = std::move(other);
    return *this;
}

前提是您为 T 实现了移动赋值，否则显然您最终会遇到无限递归。

此题与Should the Copy-and-Swap Idiom become the Copy-and-Move Idiom in C++11? 的不同之处在于，此题更笼统，使用移动赋值运算符而不是实际手动移动成员。这避免了预测链接线程中答案的清理问题。

Answer 1

My question is, is there any downside to using a "Copy & Move" idiom instead?

是的，如果您不实现移动赋值，就会出现堆栈溢出operator =(T&&)。如果你确实想实现它，你会得到一个编译器错误 (example here):

struct test
{
    test() = default;
    test(const test &) = default;

    test & operator = (test t)
    {
        (*this) = std::move(t);
        return (*this);
    }

    test & operator = (test &&)
    {
        return (*this);
    }

};

如果你这样做 test a,b; a = b; 你会得到错误：

error: ambiguous overload for 'operator=' (operand types are 'test' and 'std::remove_reference<test&>::type {aka test}')

解决这个问题的一种方法是使用复制构造函数：

test & operator = (const test& t)
{
    *this = std::move(test(t));
    return *this;
}

这会起作用，但是如果您不实现移动赋值，您可能不会收到错误（取决于编译器设置）。考虑到人为错误，这种情况可能会发生，并且您最终会在运行时发生堆栈溢出，这很糟糕。

Answer 2

问题更正

实现复制和移动的方法必须像@Raxvan 指出的那样：

T& operator=(const T& other){
    *this = T(other);
    return *this;
}

但没有 std::move，因为 T(other) 已经是一个右值，当在这里使用 std::move 时，clang 会发出关于悲观化的警告。

总结

当存在移动赋值运算符时，Copy & Swap 和 Copy & Move 之间的区别取决于用户是否使用 swap 方法，该方法具有比移动赋值更好的异常安全性。对于标准 std::swap，Copy & Swap 和 Copy & Move 之间的异常安全是相同的。我相信大多数时候，swap 和移动赋值将具有相同的异常安全性（但并非总是如此）。

实施复制和移动存在风险，如果移动赋值运算符不存在或签名错误，复制赋值运算符将减少为无限递归。但是，至少 clang 会警告这一点，并且通过将 -Werror=infinite-recursion 传递给编译器，可以消除这种恐惧，坦率地说，这超出了我的范围，为什么默认情况下这不是错误，但我离题了。

动机

我做了一些测试和大量的摸索，这是我发现的：

如果您有一个移动赋值运算符，"proper" 执行复制和交换的方法将不起作用，因为对 operator=(T) 的调用与 [=23] 不明确=].正如@Raxvan 指出的那样，您需要在复制赋值运算符的主体内部进行复制构造。这被认为是次等的，因为它阻止编译器在使用右值调用运算符时执行复制省略。然而，复制省略的情况现在由移动分配处理，因此这一点没有实际意义。
我们要比较一下：
```
T& operator=(const T& other){
    using std::swap;
    swap(*this, T(other));
    return *this;
}
```
至：
```
T& operator=(const T& other){
    *this = T(other);
    return *this;
}
```
如果用户未使用自定义 swap，则使用模板 std::swap(a,b)。这基本上是这样做的：
```
template<typename T>
void swap(T& a, T& b){
    T c(std::move(a));
    a = std::move(b);
    b = std::move(c);
}
```
这意味着Copy & Swap的异常安全性与move construction和move assignment中较弱的异常安全性相同。如果用户正在使用自定义交换，那么异常安全当然由该交换功能决定。

在复制和移动中，异常安全完全由移动赋值运算符决定。

我认为在这里查看性能有点没有实际意义，因为编译器优化可能会使大多数情况下没有区别。但无论如何我都会评论它，与 Copy & Move 相比，copy 和 swap 执行一个复制构造、一个移动构造和两个移动分配，而 Copy & Move 只执行一个复制构造和一个移动分配。尽管我希望编译器在大多数情况下都能生成相同的机器代码，当然这取决于 T.

附录：我使用的代码

  class T {
  public:
    T() = default;
    T(const std::string& n) : name(n) {}
    T(const T& other) = default;

#if 0
    // Normal Copy & Swap.
    // 
    // Requires this to be Swappable and copy constructible. 
    // 
    // Strong exception safety if `std::is_nothrow_swappable_v<T> == true` or user provided
    // swap has strong exception safety. Note that if `std::is_nothrow_move_assignable` and
    // `std::is_nothrow_move_constructible` are both true, then `std::is_nothrow_swappable`
    // is also true but it does not hold that if either of the above are true that T is not
    // nothrow swappable as the user may have provided a specialized swap.
    //
    // Doesn't work in presence of a move assignment operator as T t1 = std::move(t2) becomes
    // ambiguous.
    T& operator=(T other) {
      using std::swap;
      swap(*this, other);
      return *this;
    }
#endif

#if 0
    // Copy & Swap in presence of copy-assignment.
    //
    // Requries this to be Swappable and copy constructible.
    //
    // Same exception safety as the normal Copy & Swap. 
    // 
    // Usually considered inferor to normal Copy & Swap as the compiler now cannot perform
    // copy elision when called with an rvalue. However in the presence of a move assignment
    // this is moot as any rvalue will bind to the move-assignment instead.
    T& operator=(const T& other) {
      using std::swap;

      swap(*this, T(other));
      return *this;
    }
#endif

#if 1
    // Copy & Move
    //
    // Requires move-assignment to be implemented and this to be copy constructible.
    //
    // Exception safety, same as move assignment operator.
    //
    // If move assignment is not implemented, the assignment to this in the body
    // will bind to this function and an infinite recursion will follow.
    T& operator=(const T& other) {
      // Clang emits the following if a user or default defined move operator is not present.
      // > "warning: all paths through this function will call itself [-Winfinite-recursion]"
      // I recommend  "-Werror=infinite-recursion" or "-Werror" compiler flags to turn this into an
      // error.

      // This assert will not protect against missing move-assignment operator.
      static_assert(std::is_move_assignable<T>::value, "Must be move assignable!");

      // Note that the following will cause clang to emit:
      // warning: moving a temporary object prevents copy elision [-Wpessimizing-move]

      // *this = std::move(T{other});

      // The move doesn't do anything anyway so write it like this;
      *this = T(other);
      return *this;
    }
#endif

#if 1
    T& operator=(T&& other) {
      // This will cause infinite loop if user defined swap is not defined or findable by ADL
      // as the templated std::swap will use move assignment.

      // using std::swap;
      // swap(*this, other);

      name = std::move(other.name);
      return *this;
    }
#endif

  private:
    std::string name;
  };

复制和移动成语？

Copy & Move Idiom?

c++

move-semantics

copy-and-swap

c++11

问题更正

总结

动机

附录：我使用的代码