std::move

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记录了std::move的意义与应用

前置知识

左值：表达式结束后依然存在的持久对象(在内存中占有确定位置)

右值：表达式结束时不再存在的临时对象(不在内存中占有确定位置）

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int val; // 对变量val进行了定义，故在栈上会给val分配内存地址
val = 4; // “=”要求左边是可修改的左值，4是临时参与运算的值，一般在寄存器上暂存

std::move函数

  • 将一个左值转换成右值引用，从而可以调用右值引用的拷贝构造函数
  • 针对有在堆上为对象分配内存的情况
  • 该函数仅仅做了类型转换(可理解为static_cast转换),对性能无影响。
  • 真正的移动操作在移动构造函数或者移动赋值操作符中发生，我们可以在自己的类中实现移动语义，避免深拷贝
  • 被move的值有没有失效，关键看有没有调用移动构造函数，或者移动复制运算符
    • 单纯的Foo && f = std::move (x); 是不会调用移动构造或者移动赋值运算符的。 只是把右值给绑定到了f上。
    • Foo t = std::move (x), 这样才会调用移动构造函数

Why std::move

右值引用和std::move广泛应用于在STL和自定义类中实现移动语义，避免拷贝，从而提升程序性能

在没有右值引用之前，一个简单的数组类通常实现如下:

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class Array {
public:
    Array(int size) : size_(size) {
        data = new int[size_];
    }
     
    // 深拷贝构造
    Array(const Array& temp_array) {
        size_ = temp_array.size_;
        data_ = new int[size_];
        for (int i = 0; i < size_; i ++) {
            data_[i] = temp_array.data_[i];
        }
    }
     
    // 深拷贝赋值,不可避免
    Array& operator=(const Array& temp_array) {
        delete[] data_;
 
        size_ = temp_array.size_;
        data_ = new int[size_];
        for (int i = 0; i < size_; i ++) {
            data_[i] = temp_array.data_[i];
        }
    }
 
    ~Array() {
        delete[] data_;
    }
 
public:
    int *data_;
    int size_;
};

改进：提供一个移动构造函数，把被拷贝者的数据移动过来，之后丢弃被拷贝者，从而避免深拷贝

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class Array {
public:
    Array(int size) : size_(size) {
        data = new int[size_];
    }
     
    // 深拷贝构造
    Array(const Array& temp_array) {
        ...
    }
     
    // 深拷贝赋值
    Array& operator=(const Array& temp_array) {
        ...
    }
 
    // 移动构造函数，可以浅拷贝
    Array(const Array& temp_array, bool move) {
        data_ = temp_array.data_;
        size_ = temp_array.size_;
        // 为防止temp_array析构时delete data，提前置空其data_      
        temp_array.data_ = nullptr;
    }
     
 
    ~Array() {
        delete [] data_;
    }
 
public:
    int *data_;
    int size_;
};

这样做有三个问题：

  1. 不优雅，表示移动语义需要一个额外的参数
  2. temp_array是const左值引用，无法被修改为nullptr
  3. 即使把函数参数改成非const Array& temp_array，由于左值引用不能接右值，无法使用Array a = Array(Array(), true);

最终，使用右值引用

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int main(){
    Array a;
     
    // 左值a，用std::move转化为右值
    Array b(std::move(a));
}

std::move在STL容器中的应用

在STL的很多容器中，都实现了以右值引用为参数的移动构造函数和移动赋值重载函数，或者其他函数

最常见的如std::vector的push_back和emplace_back。参数为左值引用意味着拷贝，为右值引用意味着移动。

有些STL类只有移动构造函数，比如unique_ptr，因此只能移动(转移内部对象所有权，或者叫浅拷贝)，不能深拷贝

Reference

https://www.cnblogs.com/shadow-lr/p/Introduce_Std-move.html