c++ - 什么时候在 C++ 中提供自定义交换功能？

Question

考虑一个自定义类 X，其中包含一些资源(为简单起见，此处用整数成员变量表示)，带有 move 构造函数 (MC)、 move 赋值运算符 (MAO) 和自定义交换函数:

class X {
  int i_;
public:
  X(int i) : i_(i) { }
  X(X&& rhs) = default; // move constructor 
  X& operator=(X&& rhs) = default; // move assignment operator 
  // X& operator=(X rhs) { std::swap(i_, rhs.i_); return *this; } // unifying assign. op.
  friend void swap(X& lhs, X& rhs) { std::swap(lhs.i_, rhs.i_); }
  int i() const { return i_; }
};

在以下基准代码中:

int main() {
  int i1, i2;
  std::cin >> i1 >> i2;

  X x1(i1), x2(i2);
  std::cout << x1.i() << x2.i();

  swap(x1, x2);
  std::cout << x1.i() << x2.i();

  std::swap(x1, x2);
  std::cout << x1.i() << x2.i();
}

1. swap(x1, x2) 只是交换 2 个整数。
2. std::swap(x1, x2) 调用 1x MC 和 2x MAO。
3. 如果 MAO 被统一赋值运算符 (UAO) 替代，std::swap(x1, x2) 调用 3x MC 和 2x UAO。

(使用 gcc/libstdc++ 测试)。

从表面上看，自定义 swap 非常有值(value)，因为它避免了许多函数调用。但是，当我查看此程序的反汇编输出时:https://godbolt.org/g/RMfZgL , MC、MAO、UAO、swap 和 std::swap 的所有功能都直接内联到 main (带有 -O2 标志的 gcc/clang)。此外，程序中没有创建 X 类型的对象，它仅适用于机器代码级别的整数。

因此，在我看来，没有理由为像X 这样的类提供自定义swap 函数。

问题:

1. 假设编译器将优化 std::swap 中对 MC 和 MAO/UAO 的调用是一种好习惯吗？或者，我是否应该为所有自定义类定义自定义 swap？
2. 自定义 swap 对哪些类别真正有益？

Answer 1

你应该遵循0的规则。

非资源管理类应该有默认的 move/复制/分配/销毁。

资源管理类应该只关心管理资源。

您的代码不管理资源。所有复制/move 明智的东西都应该是默认的。

swap 是 move 的特例。如果您是资源管理类型，您可能还想编写它。但是，与大多数事情一样，它是一种优化，只有在证明它对性能有影响的情况下，您才应该进行此类优化。

它可能会对性能产生影响的一个例子是，如果您拥有一个永不为空的资源拥有类型并且该资源不是免费的，那么创建一个临时对象会不可避免地产生成本。 std::swap 默认情况下穿过一次性对象。自定义交换可以避免这种情况。

或者，一种类型，它是 move 元素的廉价缓冲区；创建这么大的缓冲区可能会产生实际成本。

否则，不要这样做。并测试您是否这样做有帮助。自定义交换是针对特定情况的 move 优化。