移动赋值运算符

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移动赋值运算符是名字是 operator= 的非模板非静态成员函数，可以提供一个相同类类型实参调用，并复制该实参的内容，有可能会修改实参。

语法

关于移动赋值运算符的正式语法，可以参考函数声明。以下列出的语法只是合法移动赋值运算符语法的一部分。

返回类型 operator=(形参列表 ); (1)
返回类型 operator=(形参列表 ) 函数体 (2)
返回类型 operator=(无默认形参列表 ) = default; (3)
返回类型 operator=(形参列表 ) = delete; (4)
返回类型 类名 ::operator=(形参列表 ) 函数体 (5)
返回类型 类名 ::operator=(无默认形参列表 ) = default; (6)
类名 - 要声明移动赋值运算符的类，它的类型在以下描述中指定为 T
形参列表 - 只有一个形参的形参列表，该形参的类型是 T&&，const T&&，volatile T&& 或 const volatile T&&
无默认形参列表 - 只有一个形参的形参列表，该形参的类型是 T&&，const T&&，volatile T&& 或 const volatile T&&，并且没有默认实参
函数体 - 移动赋值运算符的函数体
返回类型 - 任意类型，但为了和标量类型一致倾向于 T&

解释

1) 类定义中的移动赋值运算符的声明。
2-4) 类定义中的移动赋值运算符的定义。
3) 移动赋值运算符会被显式预置。
4) 移动赋值运算符会被弃置。
5,6) 类定义之外的移动赋值运算符的定义（该类必须包含声明 (1)）。
6) 移动赋值运算符会被显式预置。
struct X
{
    X& operator=(X&& other);    // 移动赋值运算符
//  X operator=(const X other); // 错误：形参类型不正确
};
 
union Y
{
    // 移动赋值运算符并不一定要完全遵循上述列出的语法，
    // 它们只需要在不违反上述限制的情况下遵循通常函数声明的语法
    auto operator=(Y&& other) -> Y&;       // OK：尾随返回类型
    Y& operator=(this Y&& self, Y& other); // OK：显式对象形参
//  Y& operator=(Y&&, int num = 1);        // 错误：有其他非对象形参
};

每当重载决议选择移动赋值运算符时，它都会被调用，例如当对象出现在赋值表达式左侧，而它的右侧是同类型或可隐式转换的类型的右值时。

典型的移动赋值运算符转移实参曾保有的资源（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，等等），而非复制它们，并使得实参处于某个合法但不确定的状态。由于移动赋值并不改变实参的生存期，因此实参通常会在接下来的某一时刻被析构。例如，从 std::string 或从 std::vector 移动赋值可能导致实参状态为空。移动赋值与普通赋值相比，它的定义较为宽松而非更严格；在完成时，普通赋值必须留下数据的两份副本，而移动赋值只要求留下一份。

隐式声明的移动赋值运算符

如果没有对类类型提供任何用户定义的移动赋值运算符，且满足下列所有条件：

那么编译器将声明一个，作为类的 inline public 成员，并拥有签名 T& T::operator=(T&&)。

类可以拥有多个移动赋值运算符，如 T& T::operator=(const T&&) 和 T& T::operator=(T&&)。当存在用户定义的移动赋值运算符时，用户仍然可以通过关键词 default 强迫编译器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动态异常说明 (C++17 前)noexcept 说明 (C++17 起)中描述的异常说明。

因为每个类总是会声明赋值运算符（移动或复制），所以基类的赋值运算符始终被隐藏。当使用 using 声明从基类带入赋值运算符，且它的实参类型与派生类的隐式赋值运算符的实参类型相同时，该 using 声明也会被隐式声明隐藏。

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没有被弃置也不平凡，那么当它被 ODR 式使用或用于常量求值 (C++14 起)时，它会被编译器定义（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（如用 std::memmove）复制它的对象表示。

对于非联合体类类型，移动赋值运算符按照声明顺序对对象的各直接基类和直接非静态成员进行完整的逐成员移动赋值，其中对标量用内建运算符，对数组用逐元素移动赋值，而对类类型用移动赋值运算符（非虚调用）。

如果满足下列所有条件，那么类 T 的隐式定义的复制赋值运算符是 constexpr：

  • T 是字面类型，且
  • 移动每个直接基类子对象时选中的赋值运算符都是 constexpr 函数，且
  • 移动 T 的每个类（或它的数组）类型的数据成员时选中的赋值运算符都是 constexpr 函数。
(C++14 起)
(C++23 前)

类 T 的隐式定义的复制赋值运算符是 constexpr。

(C++23 起)

与复制赋值一样，隐式定义的移动赋值运算符是否会多次对在继承网格中可通过多于一条路径访问的虚基类子对象赋值是未指明的： 

struct V
{
    V& operator=(V&& other)
    {
        // 这可能会被调用一或两次
        // 如果调用两次，那么 'other' 是刚被移动的 V 子对象
        return *this;
    }
};
struct A : virtual V {}; // operator= 调用 V::operator=
struct B : virtual V {}; // operator= 调用 V::operator=
struct C : B, A {};      // operator= 调用 B::operator=，然后调用 A::operator=
                         // 但可能只调用一次 V::operator=
 
int main()
{
    C c1, c2;
    c2 = std::move(c1);
}

弃置的移动赋值运算符

如果满足以下任意条件，那么类 T 中隐式声明的或显式预置的移动赋值运算符被定义为弃置的：

  • T 有一个具有 const 限定的非类类型（或它的可以有多维的数组）的非静态数据成员。
  • T 有一个具有引用类型的非静态数据成员。
  • T 有一个具有类类型 M（或它的可以有多维的数组类型）的潜在构造的子对象，并且为寻找 M 的复制赋值运算符而进行的重载决议
  • 没有产生可用候选，或者
  • 在该子对象是变体成员时，选择了非平凡的函数。

重载决议忽略被弃置的隐式声明的移动赋值运算符。

平凡的移动赋值运算符

如果满足下列所有条件，那么类 T 的移动赋值运算符是平凡的：

  • 它不是用户提供的（即它是隐式定义或预置的）；
  • T 没有虚成员函数；
  • T 没有虚基类；
  • 为 T 的每个直接基类选择的移动赋值运算符都是平凡的；
  • 为 T 的每个类类型（或类类型的数组）的非静态数据成员选择的移动赋值运算符都是平凡的；

平凡移动赋值运算符实施与平凡复制赋值运算符相同的动作，即如同以 std::memmove 进行对象表示的复制。所有与 C 语言兼容的数据类型都可以平凡移动。

合格的移动赋值运算符

没有被弃置的移动赋值运算符是合格的。

(C++20 前)

满足下列所有条件的移动赋值运算符是合格的：

  • 它没有被弃置。
  • 它的所有关联约束（如果存在）都得到满足。
  • 在所有满足关联约束的移动赋值运算符中，它比其他所有移动赋值运算符都更受约束。
(C++20 起)

合格移动赋值运算符的平凡性确定该类是否为可平凡复制类型。

注解

如果复制和移动赋值运算符都有提供，那么重载决议会在实参是右值（例如无名临时量的纯右值 或 std::move 的结果的亡值）时选择移动赋值，而在实参是左值（具名对象或返回左值引用的函数或运算符）时选择复制赋值。如果只提供了复制赋值，那么重载决议对于所有值类别都会选择它（只要它按值或按到 const 的引用接收它的实参），从而当移动赋值不可用时，复制赋值将会成为它的后备。

隐式定义的移动赋值运算符是否会多次对在继承网格中可通过多于一条路径访问的虚基类子对象赋值是未指明的（同样适用于复制赋值）。

有关用户定义的移动赋值运算符应当有哪些行为，见赋值运算符重载。

示例

运行此代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
 
struct A
{
    std::string s;
 
    A() : s("测试") {}
 
    A(const A& o) : s(o.s) { std::cout << "移动失败！\n"; }
 
    A(A&& o) : s(std::move(o.s)) {}
 
    A& operator=(const A& other)
    {
         s = other.s;
         std::cout << "复制赋值\n";
         return *this;
    }
 
    A& operator=(A&& other)
    {
         s = std::move(other.s);
         std::cout << "移动赋值\n";
         return *this;
    }
};
 
A f(A a) { return a; }
 
struct B : A
{
    std::string s2; 
    int n;
    // 隐式移动赋值运算符 B& B::operator=(B&&)
    // 调用 A 的移动赋值运算符
    // 调用 s2 的移动赋值运算符
    // 并进行 n 的逐位复制
};
 
struct C : B
{
    ~C() {} // 析构函数阻止隐式移动赋值
};
 
struct D : B
{
    D() {}
    ~D() {} // 析构函数本会阻止隐式移动赋值
    D& operator=(D&&) = default; // 无论如何都强制移动赋值
};
 
int main()
{
    A a1, a2;
    std::cout << "尝试从右值临时量移动赋值 A\n";
    a1 = f(A()); // 从右值临时量移动赋值
    std::cout << "尝试从亡值移动赋值 A\n";
    a2 = std::move(a1); // 从亡值移动赋值
 
    std::cout << "\n尝试移动赋值 B\n";
    B b1, b2;
    std::cout << "移动前，b1.s = \"" << b1.s << "\"\n";
    b2 = std::move(b1); // 调用隐式移动赋值
    std::cout << "移动后，b1.s = \"" << b1.s << "\"\n";
 
    std::cout << "\n尝试移动赋值 C\n";
    C c1, c2;
    c2 = std::move(c1); // 调用复制赋值运算符
 
    std::cout << "\n尝试移动赋值 D\n";
    D d1, d2;
    d2 = std::move(d1);
}

输出： 

尝试从右值临时量移动赋值 A
移动赋值
尝试从亡值移动赋值 A
移动赋值
 
尝试移动赋值 B
移动前，b1.s = "测试"
移动赋值
移动后，b1.s = "" 
 
尝试移动赋值 C
复制赋值
 
尝试移动赋值 D
移动赋值

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 1353 C++11 弃置隐式声明的移动赋值运算符的条件没有考虑多维数组类型 考虑这些类型
CWG 1402 C++11 会调用非平凡复制赋值运算符的预置移动赋值运算符被弃置；
被弃置的预置移动赋值运算符仍参与重载决议 		允许调用这种复制赋值运算符；
使重载决议将忽略它
CWG 1806 C++11 涉及虚基类的预置移动赋值运算符的规定缺失 已添加
CWG 2094 C++11 volatile 子对象使预置的移动赋值运算符非平凡（CWG 问题 496） 平凡性不受影响
CWG 2180 C++11 类 T 的预置的复制赋值运算符在 T 是抽象类且拥有
无法被复制赋值的直接虚基类时不会被定义为弃置 		此时会被定义为弃置
CWG 2595 C++20 对于一个移动赋值运算符，如果存在其他更受约束但
无法满足关联约束的移动赋值运算符，那么它无法合格 		此时它可以合格
CWG 2690 C++11 隐式定义的联合体类型的移动赋值运算符不会复制对象表示 会复制对象表示

参阅

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