Copy and Swap 惯用法 §

Copy and Swap 是一种常见的 C++ 编程惯用法，主要用于实现类的赋值运算符（operator=）。

以下是实现赋值的传统做法：

#include <utility> // for std::swap
class MyClass {
public:
    MyClass() = default;
    MyClass(const MyClass& other) {
        // 复制构造函数的实现
    }
    MyClass(MyClass&& other) noexcept {
        // 移动构造函数的实现
    }
    MyClass& operator=(MyClass& other) {
        if (this != &other) { // 检查自赋值
            // 方案一：
            // 1. 释放当前对象的资源
            // 2. 复制 other 的资源到当前对象
            // 方案二（更安全）：
            // 1. 创建一个副本 temp（调用复制构造函数）
            // 2. 交换当前对象与 temp
            // 3. temp 的析构函数会释放原来当前对象的资源
        }
        return *this; // 返回当前对象
    }
    MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {
        // 交换当前对象与 other
        // other 的析构函数会释放原来当前对象的资源
        return *this; // 返回当前对象
     }
};

Copy and swap 惯用法预先定义 swap 方法，并利用复制构造函数和交换函数来实现异常安全的赋值操作。以下是 copy and swap 惯用法的基本实现：

#include <utility> // for std::swap
class MyClass {
public:
    MyClass() = default;
    MyClass(const MyClass& other) {
        // 复制构造函数的实现
    }
    MyClass& operator=(MyClass other) { // 注意参数是按值传递的
        swap(other); // 交换当前对象与副本
        return *this; // 返回当前对象
    }
    void swap(MyClass& other) noexcept {
        // 交换成员变量的实现
    }
};

可以看到，copy and swap 的实现方式更简洁，移动构造器和赋值重载的实现都可以方便地复用 swap 函数的逻辑，从而减少代码重复，并且提供了异常安全的保证。

接下来，在拷贝赋值和移动赋值情况下，分别对比 copy and swap 的实现方式与传统实现方案的性能开销：

可以看到，copy and swap 相较于传统实现方案，只在移动赋值的情况下多出了一次移动构造函数的调用（更不用说编译优化可能会消除这次调用），而在拷贝赋值的情况下性能开销与传统实现方案相同。因此，在没有特殊赋值逻辑的情况下，copy and swap 是一种更简洁且异常安全的实现方式。

friend void swap(MyClass& lhs, MyClass& rhs) noexcept {
    lhs.swap(rhs); // 也可以直接在友元函数内实现交换逻辑，成员函数 swap 直接调用此友元函数
}