交换两个复杂结构的最快方法是什么？答案

【问题标题】：What is the fastest way to swap two complex structures?交换两个复杂结构的最快方法是什么？
【发布时间】：2019-02-26 13:26:21
【问题描述】：

我需要将一个结构的值与另一个交换，并相信交换会比复制更快 - 我说得对吗？

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

class B
{
 public:
  int y;
  std::vector<int> z;
  B(){std::cout << "Called" << std::endl;}
 private:
 int z1;
};

int main()
{
 B b1, b2;
 b1.z.push_back(1);
 std::swap(b1,b2);
 std::cout << b2.z[0] << std::endl;
 b1.z.push_back(1);
 b2 = std::move(b1);
 std::cout << b2.z[0] << std::endl;
 b1.z.push_back(1);
 std::exchange(b1, b2);
 std::cout << b2.z[0] << std::endl;
 b1.z.push_back(1);
 b2 = std::forward<B>(b1);
 std::cout << b2.z[0] << std::endl;
}

上面的代码按预期进行了交换，但我不确定哪种方法最快。我的目标是将一个结构变量的值（如果更快，则交换）复制到另一个结构变量。在实际代码中，结构将具有复杂的用户定义类型。

我知道同样会有复制方式 - 但哪种方式最好/安全/快速复制到目的地？

我需要照顾一些操作员/构造函数来帮助它吗？

【问题讨论】：

在现代 CPUS 上，除非向量类成员包含许多值，否则相对性能将更多地取决于附近的宇宙射线。
如果您的对象自己管理资源（指针、网络连接等），您只需要自己实现复制和交换功能，而您的示例中不是这种情况。哪个是最快的：我想您必须针对您的特定情况对此进行基准测试，特别是因为您说实际代码使用我们不知道的“复杂用户定义类型”。 Here 您可以找到有关复制和交换功能的信息，包括自 C++11 以来可用的移动构造函数。
您应该查看 std::exchange 的文档，它将 b2 的值移动到 b1 并返回 b1 的旧值，因此在 std::exchange(b1, b2) 之后使用 b2未定义的行为。
用户定义类型是具有庞大数据结构的类

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

给定

允许编译器为B 生成一个移动构造函数（研究5 的规则），这是一个成员移动构造，受as-if 规则
std::move 使用移动构造函数（如果可用）
std::swap 使用std::move
std::vector 有一个移动构造函数

，简单地使用

std::swap(b1, b2);

将非常难以击败。

【讨论】：

【解决方案2】：

我知道同样会有复制方式 - 但哪种方式最好/安全/快速复制到目的地？

std::swap 实际上不会复制，只要您的类型是可移动的。最简单的形式看起来像

template<typename T>
void swap(T& lhs, T& rhs)
{
    T tmp{std::move(rhs)};
    rhs = std::move(lhs);
    lhs = std::move(tmp);
}

所以，只要移动对象比复制对象更快，那么交换就会更快。如果不是，那么它们将具有相同的性能。

【讨论】：