C++11 新特性（2）移动语义

浏览数：22 / 时间：2015年06月11日

C++11支持移动语义。

一：为什么需要移动语义和什么是移动语义

我们先来看看C++11之前的复制过程。假设有下列代码：

vector<string> v1(1000000);//v1存放着100W个string,假设每个string长度为1000

vector<string> v2(v1);//使用v1初始化v2

vector和string类都使用动态内存分配，因此他们必须定义使用他们自己的new版本的复制构造函数。

复制构造函数vector<string>将使用new给1000W个string分配对象，而每个string 将使用new给每个string分配1000个字符的空间大小。接下来全部的都将从v1中逐个复制string到v2中，这里的工作量非常大，但是并没有问题。

但真的没有问题吗？有时候答案是否定的。例如，假设有一个函数，他返回一个vector<string>对象。

vector<string>copyVector(const vector<string> &v){

vector<string> temp;

//复制100W个string到temp

return temp;

}

接下来，以以下方式调用这个函数。

vector<string> v1(1000000);//v1存放着100W个string,假设每个string长度为1000

vector<string> v2=copyVector(v1);//使用v1初始化v2

构造v2的时候，编译器先利用v1构造生成了一个temp副本，然后将temp复制给一个临时对象，返回给v2,v2利用该临时对象，构造自己。

这将导致非常巨大的工作量！做了大量的无用功(将temp复制给一个临时对象，返回给v2,v2利用该临时对象，构造自己)。在这之后，temp这个临时的对象被删除了，返回的那个temp副本临时对象也被删除了，如果编译器能够将temp的所有权直接转移给v2不是更好吗？也就是说，不用将100W个string多次复制到新的地方，再删除原来的字符，而是直接保留字符，并将v2与之关联。这类似于计算机中文件的移动。实际文件还保留在原来的地方，而只是记录修改了，这种方法称之为移动语义。

移动语义避免了移动原始数据，而只是修改了记录。

要实现移动语义，必须让编译器知道什么时候需要复制，什么时候不需要复制。这就是右值引用发挥最大作用的地方。

二：如何实现移动语义

看一个简单的使用移动语义的例子。

#include <iostream>
using namespace std;
class A{
private:
	int data;//data
	int *pi;//point to data
public:
	//禁止隐式转换
	A(){
	}
	explicit A(int i):data(i){
		cout<<"normal constuctor1!"<<endl;	
		pi=&data;
	}

	A(const A &a){
		data=a.data;
		cout<<"copy constructor!"<<endl;
		pi=&data;
	}
	
	A(A &&a){
		cout<<"move constructor!"<<endl;
		//直接移动a.pi到pi
		pi=a.pi;
		//修改源pi
		a.pi=nullptr;
		a.data=0;
	}
	//A(A &&a)=delete;
	A operator+(const A &a){
		A temp(data+a.data);
		cout<<endl<<"operator+ called!show temp!"<<endl;
		temp.show();
		cout<<endl;
		return temp;
	}
	void show()const{
		cout<<"pi="<<pi<<"   data="<<data<<endl;
	}
};
int main(){
	int i=99;
	A a(10);
	a.show();
	A b(i);
	b.show();
	A c(b);
	c.show();
	A d(b+c);
	cout<<"show d!"<<endl;
	d.show();
	
	
}

看出来什么问题没有?

对,好像并没有调用移动构造函数!

但是有没有发现!temp和d的pi都是指向同一个地方那个?这是什么情况?

原来是因为GCC自带的右值语义!

也就是,编译器GCC会帮你自动优化!

不信请看下面例子!我们利用C++11的delete特性!

#include <iostream>
using namespace std;
class A{
private:
	int data;//data
	int *pi;//point to data
public:
	//禁止隐式转换
	A(){
	}
	explicit A(int i):data(i){
		cout<<"normal constuctor1!"<<endl;	
		pi=&data;
	}
	A(const A &a){
		data=a.data;
		cout<<"copy constructor!"<<endl;
		pi=&data;
	}
	/*
	A(A &&a){
		cout<<"move constructor!"<<endl;
		//直接移动a.pi到pi
		pi=a.pi;
		//修改源pi
		a.pi=nullptr;
		a.data=0;
	}*/
	A(A &&a)=delete;
	A operator+(const A &a){
		A temp(data+a.data);
		cout<<endl<<"operator+ called!show temp!"<<endl;
		temp.show();
		cout<<endl;
		return temp;
	}
	void show()const{
		cout<<"pi="<<pi<<"   data="<<data<<endl;
	}
};
int main(){
	int i=99;
	A a(10);
	a.show();
	A b(i);
	b.show();
	A c(b);
	c.show();
	A d(b+c);
	cout<<"show d!"<<endl;
	d.show();
	
	
}

运行结果: