问题

Question

让我先说一下，我已经阅读了一些有关移动语义的问题。这个问题不是关于如何使用移动语义，而是询问它的目的是什么 - 如果我没有弄错，我不明白为什么需要移动语义。

背景

我正在实施一个重型课程，为了这个问题的目的，看起来像这样：

class B;

class A
{
private:
    std::array<B, 1000> b;
public:
    // ...
}

当创建移动赋值运算符时，我意识到我可以通过将b成员更改为std::array<B, 1000> *b;来显着优化过程 - 然后移动可能只是删除和指针交换。

这引出了我以下想法：现在，不应该所有非原始类型成员都指向加速运动（在[1] [2]下面更正）（有一个案例）对于不应动态分配内存的情况，但在这些情况下优化移动不是问题，因为没有办法这样做）？

这是我有以下实现的地方 - 为什么要创建一个类A，它实际上只包含一个指针b，因此当我可以简单地指向整个{{1类本身。显然，如果客户端期望移动速度明显快于复制速度，则客户端应该可以使用动态内存分配。但在这种情况下，为什么客户端不仅动态分配整个A类？

问题

客户端是否已经可以利用指针来完成移动语义给我们的一切？如果是这样，那么移动语义的目的是什么？

移动语义：

指针：

std::string f()
{
    std::string s("some long string");
    return s;
}

int main()
{
    // super-fast pointer swap!
    std::string a = f();
    return 0;
}

这是每个人都说的如此伟大的强大任务：

std::string *f()
{
    std::string *s = new std::string("some long string");
    return s;
}

int main()
{
    // still super-fast pointer swap!
    std::string *a = f();
    delete a;
    return 0;
}

很好 - 两个例子中的后者都可能被认为是“糟糕的风格” - 无论这意味着什么 - 但是它真的值得用双＆符号来解决所有麻烦吗？如果在调用template<typename T> T& strong_assign(T *&t1, T *&t2) { delete t1; // super-fast pointer swap! t1 = t2; t2 = nullptr; return *t1; } #define rvalue_strong_assign(a, b) (auto ___##b = b, strong_assign(a, &___##b))之前可能抛出异常，那仍然不是一个真正的问题 - 只需做一个警卫或使用delete a。

编辑[1] 我刚刚意识到，unique_ptr这样的类本身不需要使用动态内存分配并拥有高效的移动方法。这只会使我的想法失效 - 下面的问题仍然存在。

编辑[2] 正如下面的评论和答案中的讨论中提到的，这一点完全没有实际意义。应尽可能使用值语义来避免分配开销，因为客户端总是可以根据需要将整个事物移动到堆中。

Answer 1

我非常喜欢所有的答案和评论！我同意所有这些。我只是想坚持一个没有人提到过的动机。这来自N1377：

移动语义主要是关于性能优化：能力   将昂贵的对象从内存中的一个地址移动到另一个地址，   同时窃取资源来构建   最低费用的目标。

当前语言和库中的移动语义已存在于   某种程度上：


在某些情况下复制构造函数elision

auto_ptr“copy”

列表::剪接

交换容器


所有这些操作都涉及从一个对象传输资源   （位置）到另一个（至少在概念上）。缺少的是   统一的语法和语义，使通用代码可以任意移动   对象（就像今天的通用代码可以复制任意对象一样）。那里   是标准库中的几个地方，将大大受益   从移动物体的能力而不是复制它们（待讨论   深入下面）。

即。在通用代码（例如vector::erase）中，需要单一统一语法到移动值以插入已删除值留下的漏洞。一个人无法使用swap，因为当value_type为int时，这会过于昂贵。当value_type为A {OP A）时，人们无法使用副本分配，因为这样做太昂贵了。好吧，一个可以使用拷贝分配，毕竟我们在C ++ 98/03中做了，但它的价格非常昂贵。

不应该所有非原始类型成员都是加速移动的指针

当成员类型为complex<double>时，这将非常昂贵。不妨给它上色.Java。

Answer 2

你的例子给出了它：你的代码不是异常安全的，它使用免费商店（两次），这可能是非常重要的。要使用指针，在许多/大多数情况下，你必须在免费商店上分配东西，这比自动存储慢得多，并且不允许使用RAII。

它们还可以让您更有效地表示不可复制的资源，例如套接字。

移动语义并不是绝对必要的，因为你可以看到C ++已存在 ~~40年~~ 一段时间没有它们。它们只是表示某些概念和优化的更好方式。

Answer 3

客户端是否已经可以利用指针来完成移动语义给我们的一切？如果是这样，那么移动语义的目的是什么？

你的第二个例子给出了一个很好的理由，为什么移动语义是一件好事：

std::string *f()
{
    std::string *s = new std::string("some long string");
    return s;
}

int main()
{
    // still super-fast pointer swap!
    std::string *a = f();
    delete a;
    return 0;
}

这里，客户端必须检查实现以确定谁负责删除指针。使用移动语义，这个所有权问题甚至都不会出现。

如果在调用delete a之前可能会抛出异常，那么这仍然不是一个真正的问题，只需要做一个警卫或使用unique_ptr。

同样，如果您不使用移动语义，则会出现丑陋的所有权问题。顺便问一下，怎么样你会在没有移动语义的情况下实现unique_ptr吗？

我知道auto_ptr并且有很好的理由说明它现在已被弃用。

双＆符号真的值得一试吗？

没错，需要一些时间才能适应它。在您熟悉并熟悉它之后，您将会想知道如何在没有移动语义的情况下生活。

Answer 4

你的字符串示例很棒。短字符串优化意味着免费存储中不存在短std::string：它们存在于自动存储中。

new / delete版本意味着您强制每个std::string进入免费商店。 move版本只将大字符串放入免费存储区，小字符串保留（并可能被复制）到自动存储中。

除此之外，您的指针版本缺少异常安全性，因为它具有非RAII资源句柄。即使您不使用异常，裸指针资源所有者也基本上强制单个退出点控制流来管理清理。最重要的是，使用裸指针所有权会导致资源泄漏和悬空指针。

所以裸指针的版本在很多方面都会变得更糟。

move语义意味着您可以将复杂对象视为普通值。当您不想要重复状态时，move，否则为copy。几乎无法复制的普通类型只能公开move（unique_ptr），其他人可以针对它进行优化（shared_ptr）。存储在容器中的数据（如std::vector）现在可以包含异常类型，因为它move可识别。 std::vector的{{1}}从标准版本的中风变得非常低效且难以使用，简单快捷。

指针将资源管理开销放入客户端，而优秀的C ++ 11类为您处理该问题。 std::vector语义使得这更容易维护，而且更不容易出错。

为什么要移动语义？

背景

问题

4 个答案: