C++ 具名要求-全库范围的概念 - （Swappable） - （ValueSwappable）

此页面中列出的具名要求，是 C++ 标准的规范性文本中使用的具名要求，用于定义标准库的期待。

某些具名要求在 C++20 中正在以概念语言特性进行形式化。在那之前，确保以满足这些要求的模板实参实例化标准库模板是程序员的重担。若不这么做，则可能导致非常复杂的编译器诊断。

全库范围的概念

可用无限定的非成员函数调用 swap() 进行交换的类型

C++ 具名要求： Swappable

在 std::swap 与用户定义 swap() 均可见的语境中，此类型的任何左值或右值能与某个其他类型的任何左值或右值，可以用非限定函数调用 swap() 来进行交换。

要求

若对于任意 U 类型的对象 u 和任意 T 类型的对象 t，满足以下情况，则类型 U 与类型 T 可交换：

表达式	要求	语义
#include <utility> using std::swap; swap(u, t);	调用后，t 的值是 u 在调用前保有的值，而 u 的值是 t 在调用前保有的值。	调用名为 swap() 的函数，它是在由实参依赖查找所找到的所有具有这个名字的函数，和定义于头文件 <utility> 中的两个 std::swap 模板中，由重载决议所找到的函数。
#include <utility> using std::swap; swap(t, u);	同上	同上

许多标准库函数（例如许多算法）期待其实参满足可交换 (Swappable) ，这意味着每当标准库进行交换时，都使用等价于 using std::swap; swap(t, u); 的写法。

典型的实现进行二者之一

1) 在外围命名空间中定义非成员 swap，若要求访问非公开数据成员，则它可转发到成员 swap

2) 于类中定义友元函数（此方法对于除 ADL 之外的名字查找隐藏了类特有的 swap）

注解

标准库进行交换时是否实际包含 <utility> 是未指明的，因此用户提供的 swap() 不应当期待它已被包含。

解引用为某种可交换 (Swappable) 类型的遗留迭代器 (LegacyIterator)

C++ 具名要求： ValueSwappable

此类型的两个对象可以解引用，且在 std::swap 和用户定义 swap() 均可见的语境中，其结果值可以用无限定的函数调用 swap() 进行交换。

要求

以下情况下，类型 T 为值可交换 (ValueSwappable) :

1) 类型 T 满足遗留迭代器 (LegacyIterator) 要求

2) 对任何 T 类型的可解引用对象 x（即并非尾迭代器的值），*x 满足可交换 (Swappable) 要求。

许多标准库函数均期待其实参满足值可交换 (ValueSwappable) ，这意味着凡在标准库进行交换时，它都使用 using std::swap; swap(*iter1, *iter2); 的等价物。

调用示例

#include <iostream>
#include <vector>

class IntVector
{
    std::vector<int> v;
    IntVector& operator=(IntVector) = delete; // 不可赋值
public:

    IntVector(const std::vector<int> &t): v(t)
    {

    }
    void swap(IntVector& other)
    {
        v.swap(other.v);
    }

    void printf()
    {
        for (int iV : v)
        {
            std::cout << iV << " ";
        }
    }
};

void swap(IntVector& v1, IntVector& v2)
{
    v1.swap(v2);
}

int main()
{
    IntVector v1({1, 2, 3, 4, 5});
    IntVector v2({6, 7, 8, 9, 0});
    std::cout << "v1:   ";
    v1.printf();
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "v2:   ";
    v2.printf();
    std::cout << std::endl;
//  std::swap(v1, v2); // 编译器错误！std::swap 要求可移动赋值 (MoveAssignable)
    std::iter_swap(&v1, &v2); // OK：标准库调用无限定的 swap()

    std::cout << std::endl;
    std::cout << "after iter_swap" << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "v1:   ";
    v1.printf();
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "v2:   ";
    v2.printf();
    std::cout << std::endl;

    IntVector* p1 = &v1;
    IntVector* p2 = &v2; // IntVector* 为值可交换 (ValueSwappable)
    std::iter_swap(p1, p2); // OK：iter_swap 要求值可交换 (ValueSwappable)
    //  std::swap(v1, v2); // 编译器错误！std::swap 要求可移动赋值 (MoveAssignable)

    std::cout << std::endl;
    std::cout << "after iter_swap" << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "v1:   ";
    v1.printf();
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "v2:   ";
    v2.printf();
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出

v1:   1 2 3 4 5
v2:   6 7 8 9 0

after iter_swap

v1:   6 7 8 9 0
v2:   1 2 3 4 5

after iter_swap

v1:   1 2 3 4 5
v2:   6 7 8 9 0