C++如何使用std::is_nothrow_swappable检测无异常交换？（异常安全swap）

std::is_nothrow_swappable 是编译期 trait，仅检查 swap 函数是否显式或隐式声明为 noexcept，不验证实际行为；需为自定义类型提供 adl 可见的 noexcept swap，推荐用 noexcept(noexcept(…)) 推导。

std::is_nothrow_swappable 是编译期判断，不是运行时检测

它只看 swap 函数的 noexcept 说明符是否被显式或隐式标记为 noexcept，不关心实际交换逻辑会不会抛异常。比如你手写了一个没加 noexcept 的 swap，哪怕里面只有一行 std::swap，std::is_nothrow_swappable_v<t></t> 也会是 false。

常见错误现象：static_assert(std::is_nothrow_swappable_v<mytype>, "must be nothrow swappable");</mytype> 突然失败，但你确认成员都支持无异常交换——大概率是漏写了 swap 的 noexcept 声明。

• 必须为自定义类型提供 swap 函数，并显式标注 noexcept（推荐用 noexcept(noexcept(...)) 形式推导）
• 依赖 ADL 的 swap：确保你提供的 swap 在对应命名空间，且签名正确（通常为 void swap(T&, T&) noexcept）
• 若未提供自定义 swap，会退回到 std::swap，而 std::swap 的 noexcept 性取决于其内部调用的移动构造/移动赋值是否 noexcept

怎么写一个真正 nothrow 的 swap 函数

光声明 noexcept 不够，得保证函数体里所有操作都不抛异常。c++11 起，std::swap 默认是 noexcept 的，但前提是模板参数满足 std::is_nothrow_move_constructible_v 和 std::is_nothrow_move_assignable_v。

使用场景：实现强异常安全的容器（如 vector::swap）、配合 std::move_if_noexcept、或作为其他 traits（如 std::is_nothrow_move_constructible）的间接依赖。

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• 对类成员逐个 swap，每个都要确保其 swap 是 noexcept 的；基础类型、std::unique_ptr、std::Array 等默认满足
• 避免在 swap 里调用可能抛异常的操作：比如 new、std::String::resize、任何用户自定义函数（除非你 100% 确认它 noexcept）
• 推荐写法：

  void swap(MyType& other) noexcept(noexcept(std::swap(a, other.a)) && noexcept(std::swap(b, other.b))) { std::swap(a, other.a); std::swap(b, other.b); }

std::is_nothrow_swappable_v 为 false 的典型原因

不是“交换会抛异常”，而是“编译器无法证明它不会抛”。这很关键——它影响的是泛型代码的分支选择（比如 std::vector::resize 内部是否敢用移动而非复制），而不是运行时报错。

常见错误现象：明明所有成员都 trivially swappable，但 std::is_nothrow_swappable_v<mystruct></mystruct> 是 false；或者在模板中用了 static_assert 却过不了。

• 类里有用户定义的非 noexcept 移动构造函数或移动赋值运算符（即使没显式写 throw()，缺省也不是 noexcept）
• 基类或成员的 swap 没提供，或提供了但没 noexcept 声明
• 使用了 std::tuple 或 std::pair 包含非 nothrow 类型：它们的 swap 是 noexcept 的当且仅当所有元素的 swap 都是 noexcept
• 注意：空类、POD 类、只含 int/double 成员的类，如果没自定义任何特殊成员函数，std::is_nothrow_swappable_v 通常是 true（靠 std::swap 的默认实现）

别把它和 std::is_swappable_v 混用

std::is_swappable_v<t></t> 只检查能不能调用 swap（语法合法），而 std::is_nothrow_swappable_v<t></t> 多了一层语义约束：要求这个 swap 必须是 noexcept 的。两者不互为子集，也不等价。

性能 / 兼容性影响：在 C++17 中二者都是标准 trait；C++14 没有 std::is_nothrow_swappable，需手动模拟（用 noexcept(swap(std::declval<t>(), std::declval<t>()))</t></t>）。

• 泛型库中常同时检查：if constexpr (std::is_nothrow_swappable_v<t>) { /* fast path */ } else if constexpr (std::is_swappable_v<t>) { /* fallback */ }</t></t>
• 别用 try/catch 围绕 swap 来“验证”它是否真的不抛——这既破坏语义，又掩盖了 trait 设计本意：它是给编译器看的契约，不是运行时守卫
• 第三方类型（如 boost::optional）是否满足，得查它的文档或源码；不能假设“只要能 swap 就 nothrow”

最易被忽略的一点：这个 trait 的结果高度依赖你是否提供了正确的 swap 声明，以及是否把 noexcept 推导写完整。它不“智能”，只机械地查符号和属性——写错一个 noexcept，整个链就断了。