# 标准库头文件 <utility>

< cpp‎ | header

此头文件是通用工具库的一部分。

### 包含
<compare> (C++20) | 三路比较运算符支持
<initializer_list> (C++11) | std::initializer_list 类模板
### 命名空间
`rel_ops` | 提供自动的比较运算符
定义于命名空间 `std::rel_ops`
operator!=operator>operator<=operator>= (C++20 中弃用) | 自动生成基于用户定义的 operator== 和 operator< 的比较运算符 (函数模板)
### 函数
swap | 交换两个对象的值 (函数模板)
exchange (C++14) | 将实参替换为一个新值，并返回其先前值 (函数模板)
forward (C++11) | 转发一个函数实参 (函数模板)
move (C++11) | 获得右值引用 (函数模板)
move_if_noexcept (C++11) | 若移动构造函数不抛出则获得右值引用 (函数模板)
as_const (C++17) | 获得到其实参的 const 引用 (函数模板)
declval (C++11) | 获取到其实参的引用，用于不求值语境中 (函数模板)
cmp_equal cmp_not_equal cmp_less cmp_greater cmp_less_equal cmp_greater_equal (C++20) | 比较二个整数值，而无转换所致的值更改 (函数模板)
in_range (C++20) | 检查整数值是否在给定整数类型的范围内 (函数模板)
make_pair | 创建一个 `pair` 对象，其类型根据各实参类型定义 (函数模板)
operator==operator!=operator<operator<=operator>operator>=operator<=> (C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20) | 按字典序比较 pair 中的值 (函数模板)
std::swap(std::pair) (C++11) | 特化 std::swap 算法 (函数模板)
std::get(std::pair) (C++11) | 访问 `pair` 的一个元素 (函数模板)
### 类
pair | 实现二元组，即一对值 (类模板)
tuple_size (C++11) | 获得元组式类型的元素数 (类模板)
tuple_element (C++11) | 获得元组式类型的元素类型 (类模板)
std::tuple_size<std::pair> (C++11) | 获得 `pair` 的大小 (类模板特化)
std::tuple_element<std::pair> (C++11) | 获得 `pair` 中元素的类型 (类模板特化)
integer_sequence (C++14) | 实现编译时整数数列 (类模板)
##### 前置声明
定义于头文件 `<tuple>`
tuple (C++11) | 实现固定大小的容器，它保有类型可以相异的元素 (类模板)
### 辅助项
piecewise_construct_t (C++11) | 用于为逐段构造选择正确函数重载的标签类型 (类)
piecewise_construct (C++11) | 用于为逐段构造的函数消歧义的 `piecewise_construct_t` 类型的对象 (常量)
in_place in_place_type in_place_index in_place_t in_place_type_t in_place_index_t (C++17) | 原位构造标签 (类模板)

### 概要

    #include <compare>
    #include <initializer_list>

    namespace std {
      // swap
      template<class T>
        constexpr void swap(T& a, T& b) noexcept(/* 见描述 */);
      template<class T, size_t N>
        constexpr void swap(T (&a)[N], T (&b)[N]) noexcept(is_nothrow_swappable_v<T>);

      // exchange
      template<class T, class U = T>
        constexpr T exchange(T& obj, U&& new_val);

      // forward/move
      template<class T>
        constexpr T&& forward(remove_reference_t<T>& t) noexcept;
      template<class T>
        constexpr T&& forward(remove_reference_t<T>&& t) noexcept;
      template<class T>
        constexpr remove_reference_t<T>&& move(T&&) noexcept;
      template<class T>
        constexpr conditional_t<
            !is_nothrow_move_constructible_v<T> && is_copy_constructible_v<T>, const T&, T&&>
          move_if_noexcept(T& x) noexcept;

      // as_const
      template<class T>
        constexpr add_const_t<T>& as_const(T& t) noexcept;
      template<class T>
        void as_const(const T&&) = delete;

      // declval
      template<class T>
        add_rvalue_reference_t<T> declval() noexcept;   // 作为不求值操作数

      // 整数比较函数
      template<class T, class U>
        constexpr bool cmp_equal(T t, U u) noexcept;
      template<class T, class U>
        constexpr bool cmp_not_equal(T t, U u) noexcept;

      template<class T, class U>
        constexpr bool cmp_less(T t, U u) noexcept;
      template<class T, class U>
        constexpr bool cmp_greater(T t, U u) noexcept;
      template<class T, class U>
        constexpr bool cmp_less_equal(T t, U u) noexcept;
      template<class T, class U>
        constexpr bool cmp_greater_equal(T t, U u) noexcept;

      template<class R, class T>
        constexpr bool in_range(T t) noexcept;

      // 编译时整数数列
      template<class T, T...>
        struct integer_sequence;
      template<size_t... I>
        using index_sequence = integer_sequence<size_t, I...>;

      template<class T, T N>
        using make_integer_sequence = integer_sequence<T, /* 见描述 */>;
      template<size_t N>
        using make_index_sequence = make_integer_sequence<size_t, N>;

      template<class... T>
        using index_sequence_for = make_index_sequence<sizeof...(T)>;

      // 类模板 pair
      template<class T1, class T2>
        struct pair;

      // pair 特化算法
      template<class T1, class T2>
        constexpr bool operator==(const pair<T1, T2>&, const pair<T1, T2>&);
      template<class T1, class T2>
        constexpr common_comparison_category_t</*synth-three-way-result*/<T1>,
                                               /*synth-three-way-result*/<T2>>
          operator<=>(const pair<T1, T2>&, const pair<T1, T2>&);

      template<class T1, class T2>
        constexpr void swap(pair<T1, T2>& x, pair<T1, T2>& y) noexcept(noexcept(x.swap(y)));

      template<class T1, class T2>
        constexpr /* 见描述 */ make_pair(T1&&, T2&&);

      // 对 pair 的仿 tuple 访问
      template<class T> struct tuple_size;
      template<size_t I, class T> struct tuple_element;

      template<class T1, class T2> struct tuple_size<pair<T1, T2>>;
      template<size_t I, class T1, class T2> struct tuple_element<I, pair<T1, T2>>;

      template<size_t I, class T1, class T2>
        constexpr tuple_element_t<I, pair<T1, T2>>& get(pair<T1, T2>&) noexcept;
      template<size_t I, class T1, class T2>
        constexpr tuple_element_t<I, pair<T1, T2>>&& get(pair<T1, T2>&&) noexcept;
      template<size_t I, class T1, class T2>
        constexpr const tuple_element_t<I, pair<T1, T2>>& get(const pair<T1, T2>&) noexcept;
      template<size_t I, class T1, class T2>
        constexpr const tuple_element_t<I, pair<T1, T2>>&& get(const pair<T1, T2>&&) noexcept;
      template<class T1, class T2>
        constexpr T1& get(pair<T1, T2>& p) noexcept;
      template<class T1, class T2>
        constexpr const T1& get(const pair<T1, T2>& p) noexcept;
      template<class T1, class T2>
        constexpr T1&& get(pair<T1, T2>&& p) noexcept;
      template<class T1, class T2>
        constexpr const T1&& get(const pair<T1, T2>&& p) noexcept;
      template<class T2, class T1>
        constexpr T2& get(pair<T1, T2>& p) noexcept;
      template<class T2, class T1>
        constexpr const T2& get(const pair<T1, T2>& p) noexcept;
      template<class T2, class T1>
        constexpr T2&& get(pair<T1, T2>&& p) noexcept;
      template<class T2, class T1>
        constexpr const T2&& get(const pair<T1, T2>&& p) noexcept;

      // pair 逐片构造
      struct piecewise_construct_t {
        explicit piecewise_construct_t() = default;
      };
      inline constexpr piecewise_construct_t piecewise_construct{};
      template<class... Types> class tuple;         // 定义于 <tuple>

      // 原位构造
      struct in_place_t {
        explicit in_place_t() = default;
      };
      inline constexpr in_place_t in_place{};

      template<class T>
        struct in_place_type_t {
          explicit in_place_type_t() = default;
        };
      template<class T> inline constexpr in_place_type_t<T> in_place_type{};

      template<size_t I>
        struct in_place_index_t {
          explicit in_place_index_t() = default;
        };
      template<size_t I> inline constexpr in_place_index_t<I> in_place_index{};
    }

    // 弃用
    namespace std::rel_ops {
      template<class T> bool operator!=(const T&, const T&);
      template<class T> bool operator> (const T&, const T&);
      template<class T> bool operator<=(const T&, const T&);
      template<class T> bool operator>=(const T&, const T&);
    }

#### 类模板 std::integer_sequence

    namespace std {
      template<class T, T... I> struct integer_sequence {
        using value_type = T;
        static constexpr size_t size() noexcept { return sizeof...(I); }
      };
    }

#### 类模板 std::pair

    namespace std {
      template<class T1, class T2>
      struct pair {
        using first_type  = T1;
        using second_type = T2;

        T1 first;
        T2 second;

        pair(const pair&) = default;
        pair(pair&&) = default;
        constexpr explicit(/* 见描述 */) pair();
        constexpr explicit(/* 见描述 */) pair(const T1& x, const T2& y);
        template<class U1 = T1, class U2 = T2>
          constexpr explicit(/* 见描述 */) pair(U1&& x, U2&& y);
        template<class U1, class U2>
          constexpr explicit(/* 见描述 */) pair(const pair<U1, U2>& p);
        template<class U1, class U2>
          constexpr explicit(/* 见描述 */) pair(pair<U1, U2>&& p);
        template<class... Args1, class... Args2>
          constexpr pair(piecewise_construct_t,
                         tuple<Args1...> first_args, tuple<Args2...> second_args);

        constexpr pair& operator=(const pair& p);
        template<class U1, class U2>
          constexpr pair& operator=(const pair<U1, U2>& p);
        constexpr pair& operator=(pair&& p) noexcept(/* 见描述 */);
        template<class U1, class U2>
          constexpr pair& operator=(pair<U1, U2>&& p);

        constexpr void swap(pair& p) noexcept(/* 见描述 */);
      };

      template<class T1, class T2>
        pair(T1, T2) -> pair<T1, T2>;
    }

### 参阅

<tuple> (C++11) | std::tuple 类模板
工具库