什么是std :: move(),什么时候应该使用?

时间:2010-08-05 09:42:46

标签: c++ c++11 move-semantics c++-faq

  1. 这是什么?
  2. 它做了什么?
  3. 什么时候应该使用?
  4. 赞赏良好的链接。

7 个答案:

答案 0 :(得分:222)

Wikipedia Page on C++11 R-value references and move constructors

  1. 在C ++ 11中,除了复制构造函数外,对象还可以有移动构造函数 (除了复制赋值运算符,它们还有移动赋值运算符。)
  2. 如果对象的类型为“rvalue-reference”(Type &&),则使用移动构造函数而不是复制构造函数。
  3. std::move()是一个转换器,它生成对象的右值引用,以便从中移动。
  4. 这是一种避免复制的新C ++方法。例如,使用移动构造函数,std::vector只能将其内部指针复制到新对象,使移动的对象处于不正确的状态,从而避免复制所有数据。这将是C ++ - 有效。

    尝试谷歌搜索移动语义,右值,完美转发。

答案 1 :(得分:155)

1。 "它是什么?"

虽然std::move()在技术上是一个功能 - 我会说它不是真正一个功能。它是编译器考虑表达式值的方式之间的转换器

2。 "它做了什么?"

首先要注意的是std::move() 实际上并没有移动任何东西。它将表达式从lvalue(例如命名变量)转换为xvalue。 xvalue告诉编译器:

  

你可以掠夺我,移动我持有的任何东西并在其他地方使用它(因为我很快就会被摧毁)"。

换句话说,当您使用std::move(x)时,您允许编译器蚕食x。因此,如果x在内存中有自己的缓冲区 - 在std::move()之后,编译器可以让另一个对象拥有它。

您也可以从prvalue移动(例如临时转移),但这很少有用。

3。 "什么时候应该使用?"

提出这个问题的另一种方法是"我将为现有对象提供什么资源?"好吧,如果您正在编写应用程序代码,那么您可能不会对编译器创建的临时对象进行大量处理。因此,主要是在构造函数,运算符方法,类似标准库算法等函数的地方执行此操作,其中对象自动创建和销毁很多。当然,这只是一个经验法则。

典型的用途是“移动”。资源从一个对象到另一个对象而不是复制。 @Guillaume链接到this page,它有一个简单的简短示例:交换两个对象,复制较少。

template <class T>
swap(T& a, T& b) {
    T tmp(a);   // we now have two copies of a
    a = b;      // we now have two copies of b (+ discarded a copy of a)
    b = tmp;    // we now have two copies of tmp (+ discarded a copy of b)
}

使用move可以交换资源而不是复制它们:

template <class T>
swap(T& a, T& b) {
    T tmp(std::move(a));
    a = std::move(b);   
    b = std::move(tmp);
}

想想当T是大小为n的vector<int>时会发生什么。在第一个版本中,您读取和写入3 * n个元素,在第二个版本中,您基本上只读取和写入向量的3个指针。缓冲区。当然,T级需要知道如何进行移动;你的类应该有一个移动赋值运算符和一个T类的移动构造函数,以便它可以工作。

答案 2 :(得分:132)

当您需要在其他地方“传输”对象的内容时,可以使用move,而无需复制(即内容不重复,这就是为什么它可以用于某些不可复制的对象,如unique_ptr )。使用std :: move,对象也可以在不进行复制的情况下获取临时对象的内容(并节省大量时间)。

此链接确实帮助了我:

http://thbecker.net/articles/rvalue_references/section_01.html

如果我的答案来得太晚,我很抱歉,但我也在寻找std :: move的良好链接,我发现上面的链接有点“严肃”。

这强调了r值参考,在哪种情况下你应该使用它们,我认为它更详细,这就是为什么我想在这里分享这个链接。

答案 3 :(得分:29)

std :: move本身并没有太大作用。我认为它调用了一个对象的移动构造函数,但它实际上只执行一个类型转换(将一个左值变量转换为一个右值,以便所述变量可以作为参数传递给一个移动构造函数或赋值运算符)。 p>

所以std :: move只是用作使用移动语义的前兆。移动语义本质上是处理临时对象的有效方法。

考虑对象A = B + C + D + E + F;

这是很好看的代码,但E + F会生成一个临时对象。然后D + temp产生另一个临时对象,依此类推。在类的每个普通“+”运算符中,都会出现深拷贝。

例如

Object Object::operator+ (const Object& rhs) {
    Object temp (*this);
    // logic for adding
    return temp;
}

在这个函数中创建临时对象是没用的 - 当这些临时对象超出范围时,它们将在行尾删除。

我们宁可使用移动语义来“掠夺”临时对象并执行类似

的操作
 Object& Object::operator+ (Object&& rhs) {
     // logic to modify rhs directly
     return rhs;
 }

这可以避免不必要的深拷贝。参考该示例,发生深度复制的唯一部分现在是E + F.其余部分使用移动语义。还需要实现移动构造函数或赋值运算符以将结果分配给A。

答案 4 :(得分:5)

上面已经解释了

“这是什么?” “它是做什么的?”

我将举一个“何时使用它”的示例。

例如,我们有一个类,其中包含大量的资源,例如大数组。

class ResHeavy{ //  ResHeavy means heavy resource
    public:
        ResHeavy(int len=10):_upInt(new int[len]),_len(len){
            cout<<"default ctor"<<endl;
        }

        ResHeavy(const ResHeavy& rhs):_upInt(new int[rhs._len]),_len(rhs._len){
            cout<<"copy ctor"<<endl;
        }

        ResHeavy& operator=(const ResHeavy& rhs){
            _upInt.reset(new int[rhs._len]);
            _len = rhs._len;
            cout<<"operator= ctor"<<endl;
        }

        ResHeavy(ResHeavy&& rhs){
            _upInt = std::move(rhs._upInt);
            _len = rhs._len;
            rhs._len = 0;
            cout<<"move ctor"<<endl;
        }

    // check array valid
    bool is_up_valid(){
        return _upInt != nullptr;
    }

    private:
        std::unique_ptr<int[]> _upInt; // heavy array resource
        int _len; // length of int array
};

测试代码:

void test_std_move2(){
    ResHeavy rh; // only one int[]
    // operator rh

    // after some operator of rh, it becomes no-use
    // transform it to other object
    ResHeavy rh2 = std::move(rh); // rh becomes invalid

    // show rh, rh2 it valid
    if(rh.is_up_valid())
        cout<<"rh valid"<<endl;
    else
        cout<<"rh invalid"<<endl;

    if(rh2.is_up_valid())
        cout<<"rh2 valid"<<endl;
    else
        cout<<"rh2 invalid"<<endl;

    // new ResHeavy object, created by copy ctor
    ResHeavy rh3(rh2);  // two copy of int[]

    if(rh3.is_up_valid())
        cout<<"rh3 valid"<<endl;
    else
        cout<<"rh3 invalid"<<endl;
}

输出如下:

default ctor
move ctor
rh invalid
rh2 valid
copy ctor
rh3 valid

我们可以看到std::movemove constructor使得转换资源变得容易。

std::move还有什么用?

std::move在对元素数组进行排序时也很有用。许多排序算法(例如选择排序和冒泡排序)通过交换元素对来工作。以前,我们不得不诉诸于复制语义来进行交换。现在,我们可以使用移动语义,这将更加有效。

如果我们想将一个智能指针管理的内容移动到另一个智能指针,也会很有用。

引用:

答案 5 :(得分:1)

<canvas id="myCanvas" width="770" height="428" style="border:1px solid #d3d3d3;"> </canvas>本身不执行任何操作,而只是执行std::move。根据{{​​3}}

这完全等同于static_cast到右值引用类型。

因此,这取决于您在static_cast之后分配给变量的类型,如果类型具有moveconstructors且带有右值参数,则该变量可能会或可能不会窃取原始变量的内容,因此,它可能会将原始变量保留在assign operators中:

除非另有说明,否则所有已移离的标准库对象都不会置于有效但未指定的状态。

因为对于内置文字类型(例如整数和原始指针)没有特殊的unspecified statemove constructor,因此,这只是这些类型的简单副本。

答案 6 :(得分:0)

这是一个完整的示例,使用std :: move作为(简单的)自定义矢量

预期输出:

 c: [10][11]
 copy ctor called
 copy of c: [10][11]
 move ctor called
 moved c: [10][11]

编译为:

  g++ -std=c++2a -O2 -Wall -pedantic foo.cpp

代码:

#include <iostream>
#include <algorithm>

template<class T> class MyVector {
private:
    T *data;
    size_t maxlen;
    size_t currlen;
public:
    MyVector<T> () : data (nullptr), maxlen(0), currlen(0) { }
    MyVector<T> (int maxlen) : data (new T [maxlen]), maxlen(maxlen), currlen(0) { }

    MyVector<T> (const MyVector& o) {
        std::cout << "copy ctor called" << std::endl;
        data = new T [o.maxlen];
        maxlen = o.maxlen;
        currlen = o.currlen;
        std::copy(o.data, o.data + o.maxlen, data);
    }

    MyVector<T> (const MyVector<T>&& o) {
        std::cout << "move ctor called" << std::endl;
        data = o.data;
        maxlen = o.maxlen;
        currlen = o.currlen;
    }

    void push_back (const T& i) {
        if (currlen >= maxlen) {
            maxlen *= 2;
            auto newdata = new T [maxlen];
            std::copy(data, data + currlen, newdata);
            if (data) {
                delete[] data;
            }
            data = newdata;
        }
        data[currlen++] = i;
    }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream &os, const MyVector<T>& o) {
        auto s = o.data;
        auto e = o.data + o.currlen;;
        while (s < e) {
            os << "[" << *s << "]";
            s++;
        }
        return os;
    }
};

int main() {
    auto c = new MyVector<int>(1);
    c->push_back(10);
    c->push_back(11);
    std::cout << "c: " << *c << std::endl;
    auto d = *c;
    std::cout << "copy of c: " << d << std::endl;
    auto e = std::move(*c);
    delete c;
    std::cout << "moved c: " << e << std::endl;
}