C++ std::move：深入理解移动语义 #

引言 #

这篇文章介绍下C++11引入的std::move究竟有什么作用，以及什么是移动语义。

直接看std::move中的源码实现：

// move
template <class T>
LIBC_INLINE constexpr cpp::remove_reference_t<T> &&move(T &&t) {
  return static_cast<typename cpp::remove_reference_t<T> &&>(t);
}

源码来源：libc/src/__support/CPP/string.h

从源码中可以看到，std::move 的作用只有一个， 无论输入参数是左值还是右值，都强制转成右值。

为什么要这样？转成右值有什么好处？

因为转成右值可以触发移动语义，那什么是移动语义？我们可以理解为在对象转换的时候，通过右值可以触发到类的移动构造函数或者移动赋值函数。

因为触发了移动构造函数或者移动赋值函数，我们就默认，原对象后面已经不会再使用了（包括内部的某些内存），这样我们就可以在新对象中直接使用原对象的那部分内存，减少了数据的拷贝操作，昂贵的拷贝转为了廉价的移动，提升了程序的性能。

那是不是std::move后的对象就没法使用了？ 其实不是，还是取决于搭配的移动构造函数和移动赋值函数是如何实现的？

如果在移动构造函数 + 移动赋值函数中，还是使用了拷贝动作，那原对象还是可以使用的，见下面示例。

#include <chrono>
#include <functional>
#include <future>
#include <iostream>
#include <string>

class A {
public:
    A() {
        std::cout << "A() \n";
    }
    ~A() {
        std::cout << "~A() \n";
    }
    A(const A& a) {
        count_ = a.count_;
        std::cout << "A copy \n";
    }
    A& operator=(const A& a) {
        count_ = a.count_;
        std::cout << "A = \n";
        return *this;
    }
    A(A&& a) {
        count_ = a.count_;
        std::cout << "A move \n";
    }
    A& operator=(A&& a) {
        count_ = a.count_;
        std::cout << "A move = \n";
        return *this;
    }
    std::string count_;
};

int main() {
    A a;
    a.count_ = "12345";
    A b = std::move(a);
    std::cout << a.count_ << std::endl;
    std::cout << b.count_ << std::endl;
    return 0;
}

结果

A() 
A move 
12345
12345
~A() 
~A()

如果我们在移动构造函数 + 移动赋值函数中，将原对象内部内存废弃掉，新对象使用原对象内存，那原对象的内存就不可以用了，示例代码如下：

#include <chrono>
#include <functional>
#include <future>
#include <iostream>
#include <string>

class A {
public:
    A() {
        std::cout << "A() \n";
    }
    ~A() {
        std::cout << "~A() \n";
    }
    A(const A& a) {
        count_ = a.count_;
        std::cout << "A copy \n";
    }
    A& operator=(const A& a) {
        count_ = a.count_;
        std::cout << "A = \n";
        return *this;
    }
    A(A&& a) {
        count_ = std::move(a.count_);
        std::cout << "A move \n";
    }
    A& operator=(A&& a) {
        count_ = std::move(a.count_);
        std::cout << "A move = \n";
        return *this;
    }
    std::string count_;
};

int main() {
    A a;
    a.count_ = "12345";
    A b = std::move(a);
    std::cout << a.count_ << std::endl;
    std::cout << b.count_ << std::endl;
    return 0;
}

结果

A() 
A move 

12345
~A() 
~A()

这里也调用到了std::string的移动赋值函数，实现如下：

LIBC_INLINE string &operator=(string &&other) {
    buffer_ = other.buffer_;
    size_ = other.size_;
    capacity_ = other.capacity_;
    other.reset_no_deallocate();
    return *this;
}

源码来源：libc/src/__support/CPP/string.h

到这里大家应该已经明白了std::move 的作用了吧，我总结一下：

强制将输入参数转成右值，表示此value会是将亡值，后面不会再使用。
和移动构造或移动赋值或其他右值引用为参数的函数搭配使用，才能发挥真正的作用。