一、move函數概述
在c++11中新增了一個move函數,用于實現移動語義(move semantics)的操作。從字面上理解,就是將一個變量的值“移動”到另一個變量中,而不是通過賦值操作進行復制。move函數的定義在頭文件utility中。
template
typename remove_reference::type&& move(T&& arg) noexcept;
可以看到,move函數的參數是一個通用引用(universal reference),既可以接受左值類型,也可以接受右值類型。返回值是傳遞進來的參數的右值引用。此外,move函數還被聲明為noexcept,表示該函數在任何情況下都不會拋出異常。
二、move函數的作用
move函數最主要的作用是實現移動語義,避免不必要的復制操作。在某些情況下,使用copy構造函數或者賦值操作符會帶來很大的性能開銷,特別是對于大對象或者頻繁進行復制的情況。這時可以使用move函數來實現對象的從一個地方到另一個地方的“移動”,避免了不必要的復制操作。
#include
#include
#include
class BigObject
{
private:
std::string m_data;
public:
BigObject(std::string data): m_data(data) {}
BigObject(const BigObject& rhs): m_data(rhs.m_data)
{
std::cout << "Copy Constructor" << std::endl;
}
BigObject(BigObject&& rhs): m_data(std::move(rhs.m_data))
{
std::cout << "Move Constructor" << std::endl;
}
};
void foo(BigObject obj)
{
std::cout << "foo" << std::endl;
}
int main()
{
BigObject obj1("Hello World!");
foo(obj1); // 復制構造函數
foo(std::move(obj1)); // 移動構造函數
return 0;
}
在上面的例子中,我們定義了一個名為BigObject的類,其中包含復制構造函數和移動構造函數。在main函數中,我們先使用obj1調用foo函數,會觸發復制構造函數的調用。然后,我們使用std::move(obj1)調用foo函數,會觸發移動構造函數的調用,這種情況下數據被“移動”到了新的對象中,避免了不必要的數據復制。需要注意的是,在調用完std::move后,obj1的狀態已經被移動到了新的對象中,其值已經不再可用。
三、move函數的實現原理
理解move函數的實現原理對于使用move函數非常重要。在c++中,引用分為左值引用和右值引用,其中左值引用是用&符號修飾的,右值引用是用&&符號修飾的。
int a = 10; // a為左值
int& b = a; // b為左值引用
int&& c = 10; // c為右值引用
可以看到,右值引用可以綁定到右值,同時右值引用是可修改的。
int&& d = std::move(c); // 將右值引用c的值“移動”到了d中
move函數本質上就是將傳入的參數強制轉換為右值引用類型,然后返回該引用。需要注意的是,move函數本身并不會移動任何數據,它只是告訴編譯器,該對象可以進行移動操作。
template
typename remove_reference::type&& move(T&& arg) noexcept
{
using ReturnType = typename remove_reference::type&&;
return static_cast(arg);
}
在move函數的實現中,先使用typename remove_reference
template
struct remove_reference
{
typedef T type;
};
template&lft;class T>
struct remove_reference
{
typedef T type;
};
這里使用了模板元編程的技巧,實現了對引用的抽取。
然后使用static_cast
四、move函數的使用建議
move函數應該被廣泛使用,特別是在以下情況下:
需要從一個對象中“移動”大量數據到另一個對象中 需要將一個對象傳遞給另一個函數,但是不需要保留該對象的狀態需要注意的是,在使用move函數的過程中需要謹慎,因為它具有破壞性。一旦一個對象被移動,原對象的狀態就不再可用。因此,在使用move函數時應該遵循以下原則:
只有在需要移動對象時才使用move函數 在移動對象之后,避免使用原對象 避免多次移動同一個對象五、總結
c++11中的move函數是實現移動語義的一個重要工具,可以避免不必要的復制操作,提高程序執行效率。在使用move函數時需要注意,因為它具有破壞性,一旦移動對象,原對象的狀態就不再可用。