c++ 移动构造方法为什么要加noexcept

背景:

最近看了候捷老师的c++的教程, 他说移动构造方法要加noexcept,  在vector扩容的时候, 如果有移动构造方法没有加noexcept,是不会调用的. 个人感觉有些神奇, 这就去查下一探究竟.

过程:

测试代码如下:

#include <iostream>
#include <vector>
struct A
{A(){std::cout<<"A::A()"<<std::endl;}A(const A &a){std::cout<<"A::A(const A&a)"<<std::endl;}A(A &&a) {std::cout<<"A::A(A &&a)"<<std::endl;}A& operator=(const A&a) {std::cout<<"operator=(const A&a)"<<std::endl;return *this;}A& operator = (A &&a){std::cout<<"operator =(A&&a)"<<std::endl;return *this;}
};
int main()
{std::vector<A> vecA;A a;vecA.push_back(a);std::cout<<"1"<<std::endl;vecA.push_back(a);std::cout<<"2"<<std::endl;vecA.push_back(a);std::cout<<"3"<<std::endl;vecA.push_back(a);std::cout<<"4"<<std::endl;return 0;}

 执行结果如下:

A::A()
A::A(const A&a)
1
A::A(const A&a)
A::A(const A&a)
2
A::A(const A&a)
A::A(const A&a)
A::A(const A&a)
3
A::A(const A&a)
4

我们知道vector 是要扩容的, 在A(A &&a) 并没有添加noexcept关键字, 所以扩容的时候,使用的也是拷贝构造方法, 那接下来我们看下加下 noexcept 后了,结果是什么样的

#include <iostream>
#include <vector>
struct A
{A(){std::cout<<"A::A()"<<std::endl;}A(const A &a){std::cout<<"A::A(const A&a)"<<std::endl;}A(A &&a) noexcept{std::cout<<"A::A(A &&a)"<<std::endl;}A& operator=(const A&a) noexcept{std::cout<<"operator=(const A&a)"<<std::endl;return *this;}A& operator = (A &&a){std::cout<<"operator =(A&&a)"<<std::endl;return *this;}
};
int main()
{std::vector<A> vecA;A a;vecA.push_back(a);std::cout<<"1"<<std::endl;vecA.push_back(a);std::cout<<"2"<<std::endl;vecA.push_back(a);std::cout<<"3"<<std::endl;vecA.push_back(a);std::cout<<"4"<<std::endl;return 0;}

执行结果如下:

A::A()
A::A(const A&a)
1
A::A(const A&a)
A::A(A &&a)
2
A::A(const A&a)
A::A(A &&a)
A::A(A &&a)
3
A::A(const A&a)
4

在A(A &&a) noexcept 后, 调用的方法就是移动构造方法, 感觉挺不可思议的, 带着这个疑问,我们看下std::vector 源码来找寻答案

揭秘:

push_back 源码如下:

template <class _Tp, class _Allocator>
inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
void
vector<_Tp, _Allocator>::push_back(const_reference __x)
{if (this->__end_ != this->__end_cap()){__RAII_IncreaseAnnotator __annotator(*this);__alloc_traits::construct(this->__alloc(),_VSTD::__to_raw_pointer(this->__end_), __x);__annotator.__done();++this->__end_;}else__push_back_slow_path(__x);
}

因为我们要看扩容相关的代码,  __push_back_slow_path(__x); 对应的需要扩容要调用的代码

#ifndef _LIBCPP_CXX03_LANG
vector<_Tp, _Allocator>::__push_back_slow_path(_Up&& __x)
#else
vector<_Tp, _Allocator>::__push_back_slow_path(_Up& __x)
#endif
{allocator_type& __a = this->__alloc();__split_buffer<value_type, allocator_type&> __v(__recommend(size() + 1), size(), __a);// __v.push_back(_VSTD::forward<_Up>(__x));__alloc_traits::construct(__a, _VSTD::__to_raw_pointer(__v.__end_), _VSTD::forward<_Up>(__x));__v.__end_++;__swap_out_circular_buffer(__v);
}

上边是分配内从,我们重点看下__swap_out_circular_buffer(__v);  把老的元素拷贝新的申请区域上

template <class _Tp, class _Allocator>
void
vector<_Tp, _Allocator>::__swap_out_circular_buffer(__split_buffer<value_type, allocator_type&>& __v)
{__annotate_delete();__alloc_traits::__construct_backward(this->__alloc(), this->__begin_, this->__end_, __v.__begin_);_VSTD::swap(this->__begin_, __v.__begin_);_VSTD::swap(this->__end_, __v.__end_);_VSTD::swap(this->__end_cap(), __v.__end_cap());__v.__first_ = __v.__begin_;__annotate_new(size());__invalidate_all_iterators();
}

在看下__alloc_traits::__construct_backward 这块 代码

    template <class _Ptr>_LIBCPP_INLINE_VISIBILITYstaticvoid__construct_backward(allocator_type& __a, _Ptr __begin1, _Ptr __end1, _Ptr& __end2){while (__end1 != __begin1){construct(__a, _VSTD::__to_raw_pointer(__end2-1), _VSTD::move_if_noexcept(*--__end1));--__end2;}}

代码看到这里,基本已经水落石出了, 我们看到上边有一个很关键的代码_VSTD::move_if_noexcept(*--__end1), 从字面意思也能看出来它是什么意思, 接着看下它的源码

emplate <class _Tp>
inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR_AFTER_CXX11typename conditional
<!is_nothrow_move_constructible<_Tp>::value && is_copy_constructible<_Tp>::value,const _Tp&,_Tp&&
>::typemove_if_noexcept(_Tp& __x) _NOEXCEPT
{return _VSTD::move(__x);
}

这块代码就比较复杂了, move_if_noexcept 返回值使用了SFINA的技术,  conditional是一个条件判断语句, 如果它第一类型是true, 则返回const_TP&, 如果是false 则返回类型 _Tp&& , 那就看下!is_nothrow_move_constructible<_Tp>::value && is_copy_constructible<_Tp>::value 这个到底表达什么意思, 从标准库源代码is_nothrow_move_constructible<_Tp>::value 是判断_TP这个类型是否有不抛一场的移动构造方法, is_copy_constructible<_Tp>::value 并且拷贝构造方法, 

源码看到这里大家心里就很清楚了, 到底咋回事!