移动地图的构造函数答案

【问题标题】：Move constructor for a map移动地图的构造函数
【发布时间】：2010-10-27 14:49:41
【问题描述】：

我想我确实了解移动语义的“基本思想”，但现在当我处于实现自己的地图的阶段时，我停下来开始思考，当我要编写一个用例并走路时通过移动地图的ctor。如果我错了，请纠正我，但我确实理解移动语义的整个业务是如何工作的，他们认为它们有助于避免不必要的复制？正确的？现在，以地图为例，仅出于本示例的目的，假设我的地图建模为：

class Map
{
Link* impl_;//THIS IS A POINTER TO A LINK WHICH HAS A parent, left and right (of Link type)
Map(Map&& tmp);//move ctor
//unnecessary code ommited
};

这里是障碍：当我试图为我的地图考虑移动 ctor 时，我看不到一种方法可以避免为所有需要创建的链接分配新空间，然后将它们的指针与来自 tmp Map 对象的指针交换（作为 arg给我的移动 ctor)。
所以无论如何我都必须分配空间，不是吗？

【问题讨论】：

标签： c++ move-semantics

【解决方案1】：

您所要做的就是重新分配链接指针，因为所有其他链接指针都附加到它，它们现在将成为新地图的一部分。

Map(Map&& tmp) :impl_(tmp.impl_) { tmp.impl_ = nullptr; }

这是假设没有其他数据成员。

【讨论】：

是的，我刚刚在完成写作过程中遇到了问题。谢谢。

【解决方案2】：

您总共需要五个操作：经典的“三巨头”（复制构造函数、复制赋值运算符、析构函数）和两个新的移动操作（移动构造函数、移动赋值运算符）：

// destructor
~Map();

// copy constructor
Map(const Map& that);

// move constructor
Map(Map&& that)
{
    impl_ = that.impl_;
    that.impl_ = 0;
}

// copy assignment operator
Map& operator=(const Map& that);

// move assignment operator
Map& operator=(Map&& that)
{
    using std::swap;
    swap(impl_, that.impl_);
    return *this;
}

移动赋值运算符背后的基本思想是，如果您在执行交换后不再次检查map2，swap(map1, map2) 与map1 = map2 具有相同的可观察到的副作用。 Recall that an rvalue is either a prvalue or an xvalue。根据定义，客户端不能检查由纯右值指定的对象两次，因为评估纯右值总是会导致创建新对象。观察此技巧的唯一方法是从诸如 std::move(map_variable) 之类的 xvalue 中移动，但很明显map_variable 可能会被修改。

如果您希望即使在复制时也能进行异常安全赋值，您可以将复制赋值运算符（采用const Map&）和移动赋值运算符（采用Map&&）组合成一个通用赋值运算符（以Map）。那么你总共只需要四个操作：

// exception safe copy/move assignment operator
Map& operator=(Map that)
{
    using std::swap;
    swap(impl_, that.impl_);
    return *this;
}

请注意，赋值运算符的这种变体采用按值的参数。如果参数是左值，复制构造函数初始化that，如果参数是右值，移动构造函数完成这项工作。（另请注意，如果您已经提供了移动操作，则专门化 std::swap 不太可能带来进一步的显着性能提升。）

【讨论】：

谢谢你的回答，一个问题我没看清楚，为什么我不需要复制赋值运算符和移动赋值运算符而只有这个？您描述的最后一个。
@There：你知道拷贝构造函数什么时候调用，什么时候移动构造函数调用吗？请参阅this answer 以获取对此“技巧”的更深入解释（如果您了解参数传递只是另一种形式的初始化，这并不是真正的技巧）。
知道了。在传递左值的情况下，常规复制 ctor 将完成这项工作，而在传递右值的情况下，将移动 ctor 传递给它。当然，如果我错了，请纠正我。
@There：正如我上一段所述，就是这样：“如果参数是左值，复制构造函数会初始化that，如果参数是右值，则移动构造函数会这份工作。”

【解决方案3】：

除了不重新发明现有容器的标准免责声明之外，不进行任何分配而简单地分配根节点指针是否就足够了？

【讨论】：

【解决方案4】：

可以用旧的 C++（不是 0x）实现移动语义，但必须显式地完成并且比较棘手。

class X
{
// set access specifiers as required
   struct data
   {
      // all the members go here, just plain easy-to-copy members
   } m;

   data move()
   {
      data copy(m);
      m.reset(); // sets everything back to null state
      return m;
   }

   explicit X( const data& d ) : m(d)
   {
   }
  // other members including constructors
};

X::data func() // creates and returns an X
{
  X x; // construct whatever with what you want in it
  return x.move();
}

int main()
{
   X x(func());
   // do stuff with x
}

并且 X 可以在上面设置为不可复制和不可分配，数据可以在堆上创建项目，并且 X 的析构函数负责清理。当 move() 函数重置数据时，partition X 将无需清理任何内容，因为所有权已转移。

通常数据结构在 X 中应该是公共的，但它的所有成员应该是私有的，X 是朋友。因此，用户不会直接访问其中的任何内容。

请注意，如果您在 X 上调用 move() 而不将其附加到另一个 X，则可能会“泄漏”，因此如果您仅在上面调用 func() 就会泄漏。如果 X 的构造函数 from data throws 你也应该小心（它的析构函数不会被调用，所以不会自动进行清理）。如果数据的复制构造函数本身给你带来了更大的麻烦。通常这些都不应该发生，因为数据包含轻的东西（指针和数字）而不是重的对象。

【讨论】：