重复使用已移动的容器？

Question

重用已移动容器的正确方法是什么？

std::vector<int> container;
container.push_back(1);
auto container2 = std::move(container);

// ver1: Do nothing
//container2.clear(); // ver2: "Reset"
container = std::vector<int>() // ver3: Reinitialize

container.push_back(2);
assert(container.size() == 1 && container.front() == 2);

根据我在 C++0x 标准草案中所了解的，ver3 似乎是正确的方式，因为移动后的对象处于一种

"除非另有规定，这些被移动的对象将处于有效但未指定状态。"

我从未发现过任何"另有规定"的情况。

虽然我觉得 ver3 有点绕弯子，而且更喜欢 ver1，但 vec3 可以允许一些额外的优化，但另一方面容易出错。

我的假设是正确的吗？

- ronag

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您可以直接调用clear方法，因为它没有先决条件（因此不依赖于对象的状态）。 - Nicol Bolas

@Ben: 我认为那会违背“valid but unspecified”的“valid”部分。 - ildjarn

@ildjarn：我认为它只是意味着可以安全地运行析构函数。 - Ben Voigt

@Ben ：我认为这意味着必须满足所有类不变式，但对我来说，这显然是一个模糊的领域。 - ildjarn

@ronag：在标准中，容器概述中概述了不变量，而每个成员函数下面列出了前置条件（标记为“要求：”）。 - ildjarn

Answer 1

§17.3.26     有效但未指定的状态     [defns.valid] 一个对象的状态没有具体指定，但是对象的不变量得到满足，并且对该对象的操作按照其类型的规定进行。

[ 例子：如果一个类型为std::vector的对象x处于有效但未指定的状态，可以无条件地调用x.empty()函数，并且只有当x.empty()返回false时才能调用x.front()函数。— 结束例子 ]

因此，该对象是可用的。您可以执行任何不需要前置条件的操作（除非您首先验证前置条件）。

例如，clear函数没有前置条件。它会将对象返回到已知状态。所以只需清空它并正常使用即可。

- Nicol Bolas

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在标准文档的哪里可以阅读有关例如std::vector方法的“前置条件”？ - ronag

@ronag：§23.2 包含列出这些表格的表格。 - Grizzly

我发现以下内容很有趣，http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3241.html，他们写道“容器可以比空还要更空”。 - ronag

1）如果容器处于有效状态，则调用clear是有效的。 2）虽然容器曾经处于未指定状态，但是调用clear将容器置于指定状态，因为它在标准（§23.2.3表格100）中强制实施了后置条件。 std :: vector <T>具有一个类不变量，即push_back（）始终有效（只要T是CopyInsertable）。 - ildjarn

@ronag在引用"比空还空"这句话的国家评论时，引述的评论是错误的。N3241并没有提出这样的状态。如果一个std::container的实现确实有一个由move操作导致的"比空还空"状态，那么该状态必须是有效的（也就是说，您可以对该对象执行任何不需要先决条件的操作）。 - Howard Hinnant

Answer 2

对象处于“有效但未指定状态”基本上意味着虽然对象的确切状态不能保证，但它是有效的，因此成员函数（或非成员函数）可以保证在不依赖于对象具有特定状态的情况下正常工作。

clear() 成员函数对对象的状态没有任何前提条件（当然，除了对象是有效的），因此可以在已移动的对象上调用。另一方面，例如 front() 函数依赖于容器不为空，因此不能调用该函数，因为无法保证容器非空。

因此，ver2 和 ver3 都应该是可行的。

- Grizzly

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一个向量通常是空的，但这并不适用于一般情况（例如数组）。 - Mooing Duck

“一个向量始终为空”，你基于什么来得出这个结论？ - ronag

@ronag：我当然是指版本2和版本3（从文本中应该很清楚，已经修正了那个错别字）。 - Grizzly

有趣的是，front() 的前置条件仅适用于 std::array，即使在表格中也没有说明。 - Ben Voigt

@Ben：§23.2.3表100指出front()的操作语义为*a.begin()，§23.2.1/6说：“如果容器为空，则begin() == end()”，而§24.2.1/5则说：“库从不假定超过末尾的值是可解引用的”。因此，我认为可以推断出front()的前提条件，尽管可能需要更明确地说明。 - ildjarn

Answer 3

我认为您无法对已移动的对象执行任何操作（除了销毁它）。

难道您不能使用 swap，以获取移动的所有优势，但使容器保持在已知状态吗？

- Ben Voigt

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+1. 交换是个好主意，但并不适用于所有情况，例如使用auto将无法工作。也许一个内部使用交换的safe_move可能是个好主意？ - ronag

这是一个实时对象，你可以使用任何没有前置条件的功能（除了不变量）。 - Mooing Duck

std::swap 的主要模板有 2 个移动赋值，这些赋值的目标是被移动的值。对我来说，这算是“对一个已移动对象进行操作”。 - Caleth