为什么std::swap可以正确交换自定义对象

Why can std::swap correctly swap custom objects?

本文关键字：交换 自定义 对象 std swap 为什么      更新时间：2023-10-16

我编写了以下代码作为c++中正确实现swap函数的示例。

#include <iostream>
class Complex
{
    int a;
    int b;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Complex&);
    friend void swap(Complex& rhs, Complex& lhs) noexcept;
public:
    Complex(): a(0), b(0) {};
    Complex(int a, int b): a(a), b(b) {};
};
void swap(Complex& rhs, Complex& lhs) noexcept
{
    using std::swap;
    swap(rhs.a, lhs.a);
    swap(rhs.b, lhs.b);
}
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Complex& c)
{
    os << c.a << c.b;
    return os;
}
class Swapable
{
    int a;
    int b;
    Complex complex;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Swapable&);
    friend void swap(Swapable&, Swapable&) noexcept;
public:
    Swapable(): a(0), b(0) {};
    Swapable(int a, int b): a(a), b(b), complex(a+1, b+1) {};
};
void swap(Swapable& rhs, Swapable& lhs) noexcept
{
    std::cout << "Swapping" << std::endl;
    using std::swap;
    swap(rhs.a, lhs.a);
    swap(rhs.b, lhs.b);
    swap(rhs.complex, lhs.complex);
}
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Swapable& s)
{
    os << s.a << s.b << s.complex;
    return os;
}
int main()
{
    Swapable s_1(1,1);
    Swapable s_2(2,2);
    std::cout << "Before swap" << std::endl;
    std::cout << s_1 << std::endl;
    std::cout << s_2 << std::endl;
    swap(s_1, s_2);
    std::cout << "After swap" << std::endl;
    std::cout << s_1 << std::endl;
    std::cout << s_2 << std::endl;
    std::swap(s_1, s_2); // It should fail. Shouldn't it?
    std::cout << "Second swap" << std::endl;
    std::cout << s_1 << std::endl;
    std::cout << s_2 << std::endl;
}

输出为:

Before swap
1122
2233
Swapping
After swap
2233
1122
Second swap
1122
2233

当我调用不合格的swap时，一切都如预期的那样工作。然而，当我用自定义对象调用std::swap时，我预计会出现编译错误。为什么std::swap函数能够正确地交换我的自定义对象?

类Swapable是MoveAssignable和MoveConstructible，那么std::swap可以很好地工作。

类型需求

  • T必须满足MoveAssignable和MoveConstructible的要求。

这意味着std::map可以使用Swapable提供的move-assign和move-construct操作来完成这些工作。类Swapable满足要求，它有隐式声明的移动构造函数和移动赋值操作符，(以及隐式声明的复制构造函数和复制赋值操作符)

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