极客笔记C++中的std::is_nothrow_copy_assignable：含有示例代码
在C++中，std::is_nothrow_copy_assignable是一个用来检查类型是否有被平凡地复制操作符。如果类型可以平凡地复制，它就可以在体积上尽量地使用可复制性的语义，这可以减少运行时间和内存开销。在这篇文章中，我们将讨论std::is_nothrow_copy_assignable的细节，并且给出一些具有代表性的示例代码。
什么是std::is_nothrow_copy_assignable？
std::is_nothrow_copy_assignable是一个类型特征，它可以在编译时检查是否有平凡的复制分配操作符。这个特征是在类型traits头文件中声明的。std::is_nothrow_copy_assignable本身是一个成员常量，它的值为true或false，取决于模板参数T是否符合平凡的复制分配操作符。
一个类型T符合平凡的复制分配操作符，当且仅当：
- T有可访问的复制分配操作符;
- 在这个操作符中，T的复制分配运算符必须是平凡的;
- 这个运算符不能引发任何异常。
如果符合这些条件，那么std::is_nothrow_copy_assignable返回true，否则返回false。
std::is_nothrow_copy_assignable有一个别名，叫做__is_nothrow_assignable。这个别名由一些编译器提供，但是因为它不是标准C++语言的组成部分，所以需要小心使用。
std::is_nothrow_copy_assignable的使用
我们来看一个简单的例子：
#include <type_traits>
#include <iostream>
class Person {
public:
Person() = default;
Person(const Person& p) = default;
Person& operator=(const Person& rhs) noexcept {
std::cout << "Copy assignment operator called\n";
return *this;
}
};
int main() {
std::cout << std::boolalpha;
std::cout << "Is Person nothrow copy-assignable? "
<< std::is_nothrow_copy_assignable<Person>::value << '\n';
return 0;
}
在这个例子中，我们定义了一个名为Person的类，并为它定义了一个复制分配运算符。在主函数中，我们使用std::is_nothrow_copy_assignable来检查这个类型是否有符合条件的复制分配运算符。
输出结果：
Is Person nothrow copy-assignable? true
可以看到，Person是可以无异常地复制赋值的。
现在让我们来考虑一个类，它的复制分配操作符不满足我们之前列出的三个条件：
class Person {
public:
Person() = default;
Person(const Person& p) = default;
Person& operator=(const Person& rhs) {
std::cout << "Copy assignment operator called\n";
throw std::runtime_error("Exception occurred during copy assignment");
return *this;
}
};
int main() {
std::cout << std::boolalpha;
std::cout << "Is Person nothrow copy-assignable? "
<< std::is_nothrow_copy_assignable<Person>::value << '\n';
return 0;
}
这个例子中，我们增加了一个异常抛出语句，并与Person的复制分配运算符关联。在主函数中，我们使用std::is_nothrow_copy_assignable检查这个类型是否有符合条件的复制分配运算符。
输出结果：
Is Person nothrow copy-assignable? false
可以看到，即使Person有复制分配运算符，它也不能被平凡地复制，因为存在异常风险。
使用std::is_nothrow_copy_assignable作为模板参数
因为std::is_nothrow_copy_assignable返回一个常量，它可以被用作模板参数：
template<typename T>
voidfoo() {
static_assert(std::is_nothrow_copy_assignable<T>::value,
"Type must be nothrow copy-assignable.");
// ...
}
在这个示例中，我们定义了一个名为foo()的模板函数，它需要保证T是一个可以无异常复制的类型。我们使用std::is_nothrow_copy_assignable来进行断言，在编译时检查T是否有复制分配运算符。
std::is_nothrow_copy_assignable和std::is_nothrow_move_assignable
除了std::is_nothrow_copy_assignable外，在C++中还有一个用于检查类型是否可以无异常移动复制的类型特征std::is_nothrow_move_assignable。这个特征与std::is_nothrow_copy_assignable非常相似，但是它检查的是移动赋值运算符。
有些类可以被平凡地复制，但是不可以被平凡地移动。这些类可能会在移动过程中产生异常，从而导致程序退出。std::is_nothrow_move_assignable允许我们检查一个类是否可以被无异常移动，以便我们在编写使用移动构造函数和移动赋值运算符的代码时使用这个信息。
示例代码
让我们看看更多的示例代码，来体验std::is_nothrow_copy_assignable的应用。
#include <iostream>
#include <type_traits>
class Foo {
public:
Foo() = default;
Foo(const Foo& other) = delete;
Foo& operator=(const Foo& other) = default;
};
class Bar {
public:
Bar() = default;
Bar(const Bar&) noexcept {}
Bar& operator=(const Bar&) noexcept {return *this;}
};
class Baz {
public:
Baz() = default;
Baz(const Baz& other) = default;
Baz(Baz&& other) noexcept {}
Baz& operator=(const Baz& other) noexcept {return *this;}
Baz& operator=(Baz&& other) {return *this;}
};
int main() {
std::cout << std::boolalpha;
std::cout << "Foo is nothrow copy-assignable: "
<< std::is_nothrow_copy_assignable<Foo>::value << '\n';
std::cout << "Bar is nothrow copy-assignable: "
<< std::is_nothrow_copy_assignable<Bar>::value << '\n';
std::cout << "Baz is nothrow copy-assignable: "
<< std::is_nothrow_copy_assignable<Baz>::value << '\n';
return 0;
}
在这个例子中，我们定义了三个类Foo、Bar和Baz，它们分别表示不同的情况。在主函数中，我们使用std::is_nothrow_copy_assignable检查每个类是否可以被无异常地复制。
输出结果：
Foo is nothrow copy-assignable: false
Bar is nothrow copy-assignable: true
Baz is nothrow copy-assignable: true
从输出中可以看出，Foo不能被无异常地复制，因为它删除了它的复制构造函数。Bar和Baz可以被无异常地复制，但是Baz还可以被无异常地移动。
结论
在C++中，std::is_nothrow_copy_assignable是一个很有用的工具，它可以告诉我们一个类型是否可以被平凡地复制，以及是否有异常抛出的风险。如果一个类型可以被无异常地复制，那么我们可以在程序的其他地方使用它，以便尽可能地减少内存和运行时间开销。如果一个类型不能被无异常地复制，我们就需要小心，以防止产生不必要的异常，从而导致程序崩溃。
希望本文可以帮助你更好地了解std::is_nothrow_copy_assignable，并在开发中灵活应用它。