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移动赋值运算符

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decltype (C++11)
auto (C++11)
constexpr (C++11)
consteval (C++20)
constinit (C++20)
存储期说明符
初始化
 
 

移动赋值运算符是一个非模板 非静态成员函数,其名称为 operator=,可以与相同类类型的参数一起调用,并复制参数的内容,可能会改变参数。

目录

[编辑] 语法

对于正式的移动赋值运算符语法,请参见 函数声明。下面的语法列表仅演示所有有效的移动赋值运算符语法的一个子集。

返回类型 operator=(参数列表); (1)
返回类型 operator=(参数列表) 函数体 (2)
返回类型 operator=(无默认参数的参数列表) = default; (3)
返回类型 operator=(参数列表) = delete; (4)
返回类型 类名::operator=(参数列表) 函数体 (5)
返回类型 类名::operator=(无默认参数的参数列表) = default; (6)
类名 - 正在声明其移动赋值运算符的类,在下面的描述中,类类型以 T 给出
参数列表 - 只有一个参数的参数列表,其类型为 T&&const T&&volatile T&&const volatile T&&
无默认参数的参数列表 - 只有一个参数的参数列表,其类型为 T&&const T&&volatile T&&const volatile T&& 且没有默认参数
函数体 - 移动赋值运算符的函数体
返回类型 - 任何类型,但为了与 scala 类型保持一致,建议使用 T&

[编辑] 解释

1) 在类定义内部声明移动赋值运算符。
2-4) 在类定义内部定义移动赋值运算符。
3) 移动赋值运算符被显式默认化。
4) 移动赋值运算符被删除。
5,6) 在类定义外部定义移动赋值运算符(类必须包含声明 (1))。
6) 移动赋值运算符被显式默认化。
struct X
{
    X& operator=(X&& other);    // move assignment operator
//  X operator=(const X other); // Error: incorrect parameter type
};
 
union Y
{
    // move assignment operators can have syntaxes not listed above,
    // as long as they follow the general function declaration syntax
    // and do not viloate the restrictions listed above
    auto operator=(Y&& other) -> Y&;       // OK: trailing return type
    Y& operator=(this Y&& self, Y& other); // OK: explicit object parameter
//  Y& operator=(Y&&, int num = 1);        // Error: has other non-object parameters
};

每当通过重载决议选择移动赋值运算符时,例如,当对象出现在赋值表达式的左侧,而右侧是相同类型或隐式可转换类型的右值时,将调用移动赋值运算符。

移动赋值运算符通常转移参数持有的资源(例如,指向动态分配对象的指针、文件描述符、TCP 套接字、线程句柄等),而不是复制它们,并将参数留在某种有效但其他方面不确定的状态。由于移动赋值不会更改参数的生命周期,因此析构函数通常会在稍后调用参数。例如,从 std::stringstd::vector 移动赋值可能会导致参数为空。移动赋值的定义比普通赋值更宽松,而不是更严格;普通赋值必须在完成时留下两份数据副本,而移动赋值仅需留下一份。

[编辑] 隐式声明的移动赋值运算符

如果未为类类型提供用户定义的移动赋值运算符,并且以下所有条件都为真

则编译器将声明一个移动赋值运算符,作为其类的 inline public 成员,其签名为 T& T::operator=(T&&)

一个类可以有多个移动赋值运算符,例如 T& T::operator=(const T&&)T& T::operator=(T&&)。如果存在一些用户定义的移动赋值运算符,用户仍然可以使用关键字 default 强制生成隐式声明的移动赋值运算符。

隐式声明的移动赋值运算符具有异常规范,如 动态异常规范(C++17 之前)noexcept 规范(C++17 起) 中所述。

由于任何类总是声明某个赋值运算符(移动或复制),因此基类赋值运算符始终被隐藏。如果使用 using 声明引入来自基类的赋值运算符,并且其参数类型可能与派生类的隐式赋值运算符的参数类型相同,则 using 声明也会被隐式声明隐藏。

[编辑] 隐式定义的移动赋值运算符

如果隐式声明的移动赋值运算符既未删除也不是平凡的,则如果odr-使用常量求值需要(C++14 起),编译器将定义它(即,生成并编译函数体)。

对于联合体类型,隐式定义的移动赋值运算符复制对象表示(如同 std::memmove)。

对于非联合体类类型,移动赋值运算符对其对象的直接基类和直接非静态成员执行完整的成员式移动赋值,按照它们的声明顺序,标量使用内置赋值,数组使用逐成员移动赋值,类类型使用移动赋值运算符(非虚调用)。

T 的隐式定义的移动赋值运算符是 constexpr,如果

  • T 是一个 字面类型,并且
  • 选择用于移动每个直接基类子对象的赋值运算符是 constexpr 函数,并且
  • 对于 T 的每个类类型(或其数组)的非静态数据成员,选择用于移动该成员的赋值运算符是 constexpr 函数。
(C++14 起)
(C++23 之前)

T 的隐式定义的移动赋值运算符是 constexpr

(C++23 起)

与复制赋值一样,通过继承格中的多个路径可访问的虚基类子对象是否被隐式定义的移动赋值运算符赋值多次是不确定的(同样适用于复制赋值)。

struct V
{
    V& operator=(V&& other)
    {
        // this may be called once or twice
        // if called twice, 'other' is the just-moved-from V subobject
        return *this;
    }
};
 
struct A : virtual V {}; // operator= calls V::operator=
struct B : virtual V {}; // operator= calls V::operator=
struct C : B, A {};      // operator= calls B::operator=, then A::operator=
                         // but they may only call V::operator= once
 
int main()
{
    C c1, c2;
    c2 = std::move(c1);
}

[编辑] 已删除的移动赋值运算符

如果满足以下任何条件,则类 T 的隐式声明或默认的移动赋值运算符被定义为已删除

  • T 具有 const 限定的非类类型(或可能是多维数组)的非静态数据成员。
  • T 具有引用类型的非静态数据成员。
  • T 具有类类型 M潜在构造的子对象(或可能是多维数组),这样应用于查找 M 的移动赋值运算符的重载决议

已删除的隐式声明的移动赋值运算符会被重载决议忽略。

[编辑] 平凡的移动赋值运算符

如果以下所有条件都为真,则类 T 的移动赋值运算符是平凡的

  • 它不是用户提供的(意味着,它是隐式定义的或默认的);
  • T 没有虚成员函数;
  • T 没有虚基类;
  • T 的每个直接基类选择的移动赋值运算符是平凡的;
  • T 的每个非静态类类型(或类类型数组)成员选择的移动赋值运算符是平凡的。

平凡的移动赋值运算符执行与平凡的复制赋值运算符相同的操作,即,复制对象表示,如同 std::memmove。所有与 C 语言兼容的数据类型都是可平凡移动赋值的。

[编辑] 合格的移动赋值运算符

移动赋值运算符是合格的,如果它未被删除。

(C++20 之前)

移动赋值运算符是合格的,如果满足以下所有条件

  • 它未被删除。
  • 关联约束(如果有)已满足。
  • 没有关联约束已满足的移动赋值运算符比它更受约束
(C++20 起)

合格的移动赋值运算符的平凡性决定了该类是否为可平凡复制类型

[编辑] 注解

如果同时提供了复制和移动赋值运算符,则如果参数是右值纯右值,例如无名临时对象,或将亡值,例如 std::move 的结果),则重载决议选择移动赋值,如果参数是左值(命名对象或返回左值引用的函数/运算符),则选择复制赋值。如果仅提供了复制赋值,则所有参数类别都选择它(只要它按值或按常量引用接受其参数,因为右值可以绑定到常量引用),这使得复制赋值在移动不可用时成为移动赋值的后备。

通过继承格中的多个路径可访问的虚基类子对象是否被隐式定义的移动赋值运算符赋值多次是不确定的(同样适用于复制赋值)。

有关用户定义的移动赋值运算符的预期行为的更多详细信息,请参见赋值运算符重载

[编辑] 示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
 
struct A
{
    std::string s;
 
    A() : s("test") {}
 
    A(const A& o) : s(o.s) { std::cout << "move failed!\n"; }
 
    A(A&& o) : s(std::move(o.s)) {}
 
    A& operator=(const A& other)
    {
         s = other.s;
         std::cout << "copy assigned\n";
         return *this;
    }
 
    A& operator=(A&& other)
    {
         s = std::move(other.s);
         std::cout << "move assigned\n";
         return *this;
    }
};
 
A f(A a) { return a; }
 
struct B : A
{
    std::string s2; 
    int n;
    // implicit move assignment operator B& B::operator=(B&&)
    // calls A's move assignment operator
    // calls s2's move assignment operator
    // and makes a bitwise copy of n
};
 
struct C : B
{
    ~C() {} // destructor prevents implicit move assignment
};
 
struct D : B
{
    D() {}
    ~D() {} // destructor would prevent implicit move assignment
    D& operator=(D&&) = default; // force a move assignment anyway 
};
 
int main()
{
    A a1, a2;
    std::cout << "Trying to move-assign A from rvalue temporary\n";
    a1 = f(A()); // move-assignment from rvalue temporary
    std::cout << "Trying to move-assign A from xvalue\n";
    a2 = std::move(a1); // move-assignment from xvalue
 
    std::cout << "\nTrying to move-assign B\n";
    B b1, b2;
    std::cout << "Before move, b1.s = \"" << b1.s << "\"\n";
    b2 = std::move(b1); // calls implicit move assignment
    std::cout << "After move, b1.s = \"" << b1.s << "\"\n";
 
    std::cout << "\nTrying to move-assign C\n";
    C c1, c2;
    c2 = std::move(c1); // calls the copy assignment operator
 
    std::cout << "\nTrying to move-assign D\n";
    D d1, d2;
    d2 = std::move(d1);
}

输出

Trying to move-assign A from rvalue temporary
move assigned
Trying to move-assign A from xvalue
move assigned
 
Trying to move-assign B
Before move, b1.s = "test"
move assigned
After move, b1.s = ""
 
Trying to move-assign C
copy assigned
 
Trying to move-assign D
move assigned

[编辑] 缺陷报告

以下行为更改的缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布行为 正确行为
CWG 1353 C++11 默认移动赋值运算符在哪些条件下
被定义为已删除的条件没有考虑多维数组类型
考虑这些类型
CWG 1402 C++11 一个默认的移动赋值运算符,它将
调用非平凡的复制赋值运算符被
删除;一个被删除的默认移动赋值运算符
仍然参与重载决议
允许调用此类
复制赋值
运算符;使其在
重载决议中被忽略
CWG 1806 C++11 涉及虚基类的默认移动赋值运算符的规范
缺失
已添加
CWG 2094 C++11 由默认的 volatile 子对象
移动赋值运算符非平凡 (CWG issue 496)
平凡性不受影响
CWG 2180 C++11 T 的默认移动赋值运算符
如果 T 是抽象的并且具有
不可移动赋值的直接虚基类,则未定义为已删除
在这种情况下,运算符被定义
为已删除
CWG 2595 C++20 如果存在另一个移动赋值运算符,则移动赋值运算符不合格
更受约束但不满足其关联约束
在这种情况下,它可以是合格的
它可以是合格的在这种情况下
CWG 2690 C++11 union 类型的隐式定义的移动赋值运算符
未复制对象表示
它们复制对象
表示

[编辑] 参见