移动语义与移动构造函数-创新互联

1. 移动语义与移动构造函数

移动语义(Move Semantics)应该是C++11标准带来的大改进。通过移动语义，我们可以实现更为细致的内存管理。比如，从一个之后不再使用的对象（即右值）复制数据时，我们可以通过移动语义手动回收这个对象可以被我们直接利用的内存数据，避免大规模的内存复制操作。对于移动操作的时间复杂度是常数时间的情况(vector，map，unordered_map，string等标准库对象都是这样)，我们的性能收益是巨大的。那么，问题是我们如何知道一个对象在之后不再使用？这就需要了解右值(rvalue)的概念。

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右值：它表示一个临时的，在之后不能被访问的值。对于下面的代码，user是一个左值(lvalue)，字符串字面量"Skywalker"是一个右值(rvalue)。

string user("Skywalker");

也就是说：
（1）等号左边的就叫左值，等号右边的就叫右值。

（2）凡时能&取地址的就是左值（lvalue），不能的就是右值（rvalue）。

（3）纯右值（prvalue）就是C++98上标准右值，如2、true、“hello”。

移动构造函数：
右值主要用来实现移动构造函数，资源给了新的移动构造函数的对象，总的来说移动构造函数只交换资源的所有权。也就是说，移动构造函数事实上做了一个浅拷贝，将右值的地址给调用了移动构造函数的对象，并将原来的指针置空。

下面给出了复制构造和移动构造的一个示例代码，当要复制的对象是一个右值(rvalue)，会调用移动构造函数，其它情况调用复制构造函数。可以看出，一个典型的复制构造函数和典型的移动构造函数之间的不同：移动构造函数的参数没有使用const关键字，参数的变量名前有两个&符号，用来表示右值引用。因为rhs是右值引用，我们可以认为在之后它不会再被使用，所以移动构造函数直接复制了该右值对象数据的内存指针，没有进行内存分配和数据的深copy（减少内存的浪费）。除了移动构造函数，我们还可以在赋值运算上这样使用移动语义。

// Copy constructor  
string(const string& rhs) {  
	allocateSpace(myDataPtr);  
	deepcopy(rhs.myDataPtr, myDataPtr);  
}  
// Move constructor  
string(string&& rhs) {  
	myDataPtr = rhs.myDataPtr;  
	rhs.myDataPtr = nullptr;  
}

std::move: 将一个左值强制转换为右值引用
对于一个可引用的变量(lvalue)，如果我们确定之后不会再使用它，可以使用std::move手动将其变为右值参数。在之后的章节，我们还会讨论只能进行移动操作不能进行复制操作的对象。对于被移动的对象，如果没有重新初始化，我们不应该使用它。下面的代码演示了这一个过程，标准库中的unique_ptr类生成的对象就是一个只能移动，不能复制的对象。

MoveOnlyObject a;
...  
MoveOnlyObject c(std::move(a)); // OK – ownership transferred to c. a is DEAD now  
cout<< *a; // RUNTIME ERROR – illegal access

另一个需要牢记的地方，在向容器插入对象时，如果临时变量以后不再使用，应该通过std::move将其转为右值参数，避免不必要的内存数据复制：

vectorimportantUsers;  
...  
string localUser;  
... // compute local user  
importantUsers.push_back(std::move(localUser));

总结：像一般的构造函数，会先复制一份数据，然后在将复制出来的数据给对象。但是这样就会造成资源的浪费：比如有些数据就只是使用一次（如右值），这样完全可以使用移动构造函数来优化内存管理：直接将这个数据继承（不是C++的继承）给对象。而std::move可将一个值变为右值。

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