C++ 移动语义——它到底要实现什么？ [复制]

Question

这个“移动”语义的具体目的是什么？我知道如果您不通过引用传递副本，则副本由非原始类型组成，但是“移动”如何改变任何东西？为什么我们要“移动”数据？为什么不能把它保存在同一个地址而不是复制？如果发到别的地址，这不就是“复制删除”吗？

简而言之，我真的不明白移动语义究竟实现了什么。

Answer 1

移动语义结合了值传递和引用传递的优点。您静态分配类，因此您不必对它们的生命周期负责，并且可以将它们作为参数传递并轻松地从函数返回。另一方面，在通常对象被复制的情况下，它们被移动（仅复制它们的内部）。此操作的实现时间可能比复制要少得多（因为您知道，将不再使用 rhs 对象）。

MyObj * f()
{
    // Ok, but caller has to take care of
    // freeing the result
    return new MyObj();
}

MyObj f()
{
    // Assuming, that MyObj does not have move-ctor
    // This may be time-costly
    MyObj result;
    return result;
}

MyObj f()
{
    // This is both fast and safe
    MyObj result;
    return std::move(result);

    // Note, if MyObj implements a move-ctor,
    // usually you don't have to call std::move.
}

Answer 2

为什么不能保持在同一个地址而不是复制

这实际上是移动语义通常所做的。它通常将资源（通常是内存，但可能是文件句柄等）保持在完全相同的状态，但它会更新对象中的引用。

想象两个向量，src 和 dest。 src 向量包含一大块分配在堆上的数据，dest 是空的。当src 移动到dest 时，所有发生的事情是dest 被更新为指向堆上的内存块，而src 被更新为指向dest 指向的任何内容，在此案例，什么都没有。

为什么这很有用？因为这意味着vector 可以在写入时确信只有一个向量会指向它分配的内存块。这意味着析构函数可以确保它清理已分配的内存。

这可以扩展到管理其他资源的对象，例如文件句柄。现在可以编写可以拥有文件句柄的对象。这些对象可以是可移动的，但不可复制。因为 STL 容器支持可移动对象，所以它们可以比在 C++03 中更容易地放入容器中。它们的文件句柄或其他资源，保证只有对它的引用，并且析构函数可以适当地关闭它。

Answer 3

我会用一个简单的向量代数例子来回答：

class Vector{
  size_t dim_;
  double *data_;
public:
  Vector(const Vector &arg)
    : dim_(arg.dim_)
    , data_(new double[dim_])
  {
    std::copy_n(arg.data_, dim_, data_);
  }

  Vector(Vector &&arg)
    : dim_(arg.dim_)
    , data_(arg.data_)
  {
    arg.data_ = nullptr;
  }

  ~Vector()
  {
    delete[] data_;
  }

  Vector& operator+= (const Vector &arg)
  {
    if (arg.dim_ != dim_) throw error;
    for (size_t idx = 0; idx < dim_; ++idx) data_[idx] += arg.data_[idx];
    return *this;
  }
};

Vector operator+ (Vector a, const Vector &b)
{
  a += b;
  return a;
}

extern Vector v1, v2;

int main()
{
  Vector v(v1 + v2);
}

加法按值返回一个新向量。由于它是一个 r 值，它将被移动到v，这意味着不会发生潜在巨大数组data_ 的额外副本。