C++--移动构造函数/移动赋值运算符

C++--移动构造函数/移动赋值运算符

什么是移动语义？

在C++11中，移动语义是一个重要的新特性，它可以使程序在内存管理方面更加高效，同时也提高了程序的性能

它允许将一个对象的所有权从一个对象转移到另一个对象，而不必要进行数据的拷贝。
通俗明白

我有一份材料，A同学找我借，那我把材料复印一份，把复印件给他，这叫做数据拷贝；而我如果把材料的所有权转让给他，那么他如今直接拥有原始的那份材料，这叫做移动语义。
为什么必要移动语义？

拷贝

要明白为什么我们必要移动语义，那我们就必要明白拷贝的操作

C++中有拷贝构造函数和拷贝复制运算符。拷贝，顾名思义就是重新申请一块新的内存空间，然后将必要的数据复制一份放到里面。
如果要复制的对象中涉及到了其他对象大概是指针数据的话，那么拷贝操作就是一项耗时的过程。
我们通过一个例子来演示一下是如果进行拷贝的：
定义一个简朴的类：

1. class Myclass
2. {
3.     public:
4.     Myclass(const std::string& s):str(s){};
5.     private:
6.     std::string str;
7. };

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当新建一个对象A时，通报一个参数”hello,world”，A中的成员变量会存储该字符串，也就是会申请一个新的内存空间去存储该字符串：

1.         Myclass A("hello,world");

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当我们定义一个新的对象B，并将A赋值给B时：

1.         Myclass B=A;

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同样，B也会申请一段空间，并将A中存储的字符串拷贝过来
必要移动语义的环境

从拷贝的操作不丢脸出，如许的操作是耗时的，那在什么环境下，拷贝操作不是必要的呢？

同样照旧延续上面的例子，这里我们定义一个容器以及一个对象tmp，然后将其装入到容器中：

1. std::vector<Myclass> myClasses;
2. Myclass tmp("hello");
3. myClasses.push_back(tmp);
4. myClasses.push_back(tmp);

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每次将对象添加到容器中都会发生一次拷贝操作。
我们如今假设tmp对象在被添加到容器中两次之后就不再必要了，那第二次添加的时间是不是可以让容器直接取tmp对象的数据呢？这就是移动语义的意义，减少不必要的数据拷贝，提高程序的性能。
假设Myclass类已经实现了移动语义，我们就可以使用std::move 让myClasses容器直接转移tmp对象的数据为己用。

1. myClasses.push_back(tmp);
2. myClasses.push_back(std::move(tmp));

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移动语义的实现

我们必要先了解右值引用
右值引用

我们都知道C++有一个操作叫引用，现实上默认指的是左值引用，也就是对一个左值进行引用。那右值引用就是对右值的引用

通过&& 声明，同时：

• 右值引用只能绑定到一个右值，不能绑定到左值；
  
• 右值引用可以通过std::move() 将一个左值转换成右值引用
  

1. int a=0;
2. int&& tmp=a;   //error,不能引用左值
3. int&& tmp2=0;  //correct

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移动构造函数

照旧接着上面的例子，当向容器添加一个新元素时，如果是通过拷贝的方法，那么对应执行的就是拷贝构造函数，而如果是通过移动的方式，那对应的就是移动构造函数。
下面我们就为Myclass定义移动构造函数，此中string类型本身就实现了移动构造函数，以是可以直接使用std::move ：

1. Myclass(Myclass&& rValue) noexcept
2.     :str(std::move(rValue.str))
3.     {}

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在移动构造函数中，我们要做的就是转移成员数据str。
我们就可以使用移动构造函数去创建新的对象而无需拷贝复制了：

1. Myclass tmp("hello");
2. Myclass A(std::move(tmp));

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如果我们的类成员数据必要我们自己实现数据转移的话，也很简朴，就是把数据拿过来，并将原先对象的数据清晰：
假设这个类有两个成员变量int 和 char*类型：

1. class Myclass2
2. {
3. private:
4.     int data;
5.     char* str;
6. public:
7.     Myclass2()
8.     :data(30)
9.     {
10.         str="mrdc";
11.     }
12.     ;
13.     Myclass2(Myclass2&& rValue) noexcept
14.     :data(std::move(rValue.data))
15.     {
16.         rValue.data=0;  //delete data
17.         str=rValue.str; //transfer
18.         rValue.str=nullptr; //delete str
19.     }
20.     ~Myclass2()
21.     {
22.         if(str!=nullptr)
23.         {
24.             delete str;
25.             str=nullptr;
26.         }
27.     };
28. };

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通过移动构造函数创建对象B：

1. MyClass A{};
2. MyClass B{ std::move(A) }

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内存中的布局：

移动赋值运算符

和移动构造函数的实现类似：

1. // 移动赋值运算符
2. MyClass& operator=(MyClass&& myClass) noexcept
3. {
4.     val = myClass.val;
5.     myClass.val = 0;
6.     name = myClass.name;
7.     myClass.name = nullptr;
8.     return *this;
9. }

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参考

https://bbs.huaweicloud.com/blogs/375866

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