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什么是 C++ 中的移动语义？它的作用是什么？右值引用是什么？如何使用右值引用实现移动语义？

article 2024/11/22 14:23:29

参考文献：利用移动语义优化 C++ 程序性能的实用指南_c++什么是移动语义-CSDN博客

定义

移动语义允许资源的“移动”而不是“拷贝”。在传统的 C++ 中，当一个对象被赋值或传递给函数时，通常会发生拷贝操作，这会导致性能下降，尤其是在处理大型对象时。移动语义通过引入右值引用和移动构造函数、移动赋值运算符，允许程序员将资源的所有权从一个对象转移到另一个对象，而不是进行深拷贝。

作用

旨在提高对象的移动效率和减少资源的不必要拷贝. 传统的拷贝构造函数和赋值运算符会在对象间进行深拷贝，即将原始对象的数据复制到一个新的对象中。而移动语义则允许我们将资源从一个对象转移到另一个对象，而无需进行深拷贝。

class Test{
public:
    int* m_num;
    Test():m_num(new int(100))
    {
        cout<<"构造函数"<<endl;    
    }
    Test(const Test& a):m_num(new int(*a.m_num)){
        cout<<"拷贝构造"<<endl;    
    }
    ~Test(){
        delete m_num;    
    }
};
Test getobj(){
    Test t;
    return t;
}
int main(){
    Test t=getobj();
    cout<<"*t.m_num"<<endl;
    return 0;
}

这段代码调用了两次拷贝构造，当getobj()函数里以值的形式返回时，调用一次拷贝构造，当main里将返回的临时变量赋值给对象t，调用一次拷贝构造（但是，由于编译器RVO优化，这段代码只输出一次拷贝构造）

class Test{
public:
    int* m_num;
    Test():m_num(new int(100))
    {
        cout<<"构造函数"<<endl;    
    }
    Test(const Test& a):m_num(new int(*a.m_num)){
        cout<<"拷贝构造"<<endl;    
    }
    Test(Test&& a):m_num(*a.m_num){
        a.m_num=nullptr;
        cout<<"移动构造"<<endl;    
    }
    ~Test(){
        delete m_num;    
    }
};
Test getobj(){
    Test t;
    return t;
}
int main(){
    Test t=getobj();
    cout<<"*t.m_num"<<endl;
    return 0;
}

在上面的代码中添加了移动构造函数(参数为右值引用类型)，这样在进行 Test t=getObj();并没有调用构造函数进行深拷贝，而是调用的(浅拷贝)移动构造，提高了性能。
本例子中，getObj()返回值是一个右值，在进行赋值操作的时候如果等号右边是一个右值，那么移动构造函数就会被调用。

右值引用

左值是指在内存中有明确的地址，我们可以找到这块地址的数据（可取地址，有名字）

右值是只提供数据，无法找到地址（不可取地址，没有名字）

可以使用move将左值转换为右值

实现移动语义

移动构造

#include<iostream>
using namespace std;

class A {
    int* p;
public:
    A(){
        p = nullptr;
    }
    A(int* p) {
        this->p = p;
        cout << "构造函数"<<endl;
    }
    A(A&& other) {
        this->p = other.p;
        other.p = nullptr;
        cout << "移动构造" << endl;
    }
    
};
int main() {
    A a(new int(30));
    A b = move(a);


}

移动复制运算符

#include<iostream>
using namespace std;

class A {
    int* p;
public:
    A(){
        p = nullptr;
    }
    A(int* p) {
        this->p = p;
        cout << "构造函数"<<endl;
    }            this->p = other.p;
    A& operator=(A&& other) {
        if (p) p = nullptr;
        this->p = other.p;
        other.p = nullptr;
        cout << "赋值运算符" << endl;
        return *this;
    }
};
int main() {
    A a(new int(30));
    A b;
    b= move(a);

}
输出结果
//构造函数
//赋值运算符

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