std::exchange的核心作用是“取出旧值并设新值”,即原子性返回对象当前值并将其替换为指定新值,不涉及两变量对称交换;它在移动构造中用于安全转移资源并置源为有效空状态。

std::exchange 的核心作用不是“交换”,而是“取出旧值并设新值”
std::exchange 本质是原子性地完成两件事:返回当前对象的值,并将其替换为指定新值。它不涉及两个变量之间的对称交换(那是 std::swap 的事),而是一个“取-赋”操作。这在移动语义中特别有用——比如你想把一个成员变量的资源“掏出来”,同时让它进入有效但空的状态。
常见错误是把它当 std::swap(a, b) 用:std::exchange(a, b) 并不会让 b 变成原来的 a;它只是把 a 的旧值返回,然后把 a 设为 b 的副本(或移动),b 完全不变。
在移动构造函数里用 std::exchange 搬运成员资源
典型场景:类持有唯一资源(如 std::unique_ptr、动态数组指针、文件句柄等),移动构造时需把源对象的资源“转移”过来,并确保源对象处于可析构状态。
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std::exchange能简洁实现“取走资源 + 留下空壳”,比手写ptr = other.ptr; other.ptr = nullptr;更安全、更泛化 - 它自动适配左值/右值:对
std::unique_ptr会触发移动赋值,对内置类型则是拷贝赋值 - 注意:必须确保被 exchange 的成员支持移动赋值(即其类型有可用的移动赋值运算符)
示例:
struct Buffer {
std::unique_ptr data;
size_t size;
Buffer(Buffer&& other) noexcept
: data(std::exchange(other.data, nullptr))
, size(std::exchange(other.size, 0)) {}
};
这里 other.data 被置为 nullptr,other.size 被置为 0,既满足移动后有效性要求,又避免重复释放。
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std::exchange 和 std::move + 赋值的区别在哪
表面上看,std::exchange(x, y) ≈ { auto old = std::move(x); x = std::move(y); return old; },但关键差异在于异常安全性与语义明确性:
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std::exchange是单个标准库调用,语义清晰:我要“换出旧值,填入新值” - 手动写
std::move+ 赋值可能因赋值操作抛异常导致状态不一致(比如x已被 move,但x = ...失败);而std::exchange对于无异常移动赋值的类型(如std::unique_ptr)能保证强异常安全 - 对 trivial 类型(如
int),std::exchange编译器通常能优化成一条 mov 指令,无额外开销
容易踩的坑:类型不匹配、误用 const 对象、忽略返回值
几个高频翻车点:
- 对
const成员或临时对象调用std::exchange:编译失败,因为它的第一个参数是T&,必须是可修改的左值 - 把
std::exchange(a, b)当作“交换 a 和 b”,结果发现b根本没变 —— 记住:它只动第一个参数 - 忽略返回值却依赖旧状态:比如
auto ptr = std::exchange(p, nullptr); delete ptr;是 OK 的;但若漏掉auto ptr =,直接delete std::exchange(p, nullptr);就可能 double-delete 或访问空指针(取决于p原值) - 模板推导陷阱:如果传入
std::exchange(x, 42),且x是long long,则42会被推导为int,触发隐式转换;建议显式写std::exchange(x, 42LL)或用decltype(x)(42)
最常被忽略的一点:它不负责资源生命周期管理,只负责值搬运。你仍需确保移动后的源对象析构时不会误释放已转出的资源 —— 这正是为什么你要配合 nullptr、0、std::nullopt 等“空状态”一起使用。










