为什么需要移动语义
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int a = 0)
{//普通构造函数
d = new int(a);
cout << "构造函数\n";
}
Test(const Test & tmp)
{//拷贝构造函数
d = new int;
*d = *(tmp.d);
cout << "拷贝构造函数\n";
}
~Test()
{//析构函数
if(d != NULL)
{
delete d;
cout << "delete d\n";
}
cout << "析构函数\n";
}
int * d;
};
Test GetTmp()
{
Test h;
cout << "Resource from " << __func__ << ": " << (void *)h.d << endl;
return h;
}
int main()
{
Test obj = GetTmp();
cout << "Resource from " << __func__ << ": " << (void *)obj.d << endl;
return 0;
}
编译运行结果：
编译器会对返回值进行优化，简称RVO，是编译器的一项优化技术，它涉及（功能是）消除为保存函数返回值而创建的临时对象。
-fno-elide-constructors，此选项作用是，在 g++ 上编译时关闭 RVO。
通过上面的例子看到，临时对象的维护 ( 创建和销毁 ) 对性能有严重影响。
右值引用是用来支持转移语义的。转移语义可以将资源 ( 堆，系统对象等 ) 从一个对象转移到另一个对象，这样能够减少不必要的临时对象的创建、拷贝以及销毁，能够大幅度提高 C++ 应用程序的性能。
转移语义是和拷贝语义相对的，可以类比文件的剪切与拷贝，当我们将文件从一个目录拷贝到另一个目录时，速度比剪切慢很多。
通过转移语义，临时对象中的资源能够转移其它的对象里。
移动语义定义
在现有的 C++ 机制中，我们可以定义拷贝构造函数和赋值函数。要实现转移语义，需要定义转移构造函数，还可以定义转移赋值操作符。对于右值的拷贝和赋值会调用转移构造函数和转移赋值操作符。
如果转移构造函数和转移拷贝操作符没有定义，那么就遵循现有的机制，拷贝构造函数和赋值操作符会被调用。
普通的函数和操作符也可以利用右值引用操作符实现转移语义。
转移构造函数
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int a = 0)
{
d = new int(a);
cout << "构造函数\n";
}
Test(const Test & tmp)
{
d = new int;
*d = *(tmp.d);
cout << "拷贝构造函数\n";
}
#if 1
Test(Test && tmp)
{ // 移动构造函数
d = tmp.d;
tmp.d = NULL; // 将临时值的指针成员置空
cout << "移动构造函数" << endl;
}
#endif
~Test()
{
if(d != NULL)
{
delete d;
cout << "delete d\n";
}
cout << "析构函数\n";
}
int * d;
};
Test GetTmp()
{
Test h;
cout << "Resource from " << __func__ << ": " << (void *)h.d << endl;
return h;
}
int main()
{
Test &&obj = GetTmp();
cout << "Resource from " << __func__ << ": " << (void *)obj.d << endl;
return 0;
}
和拷贝构造函数类似，有几点需要注意：
- 参数（右值）的符号必须是右值引用符号，即“&&”。
- 参数（右值）不可以是常量，因为我们需要修改右值。
- 参数（右值）的资源链接和标记必须修改，否则，右值的析构函数就会释放资源，转移到新对象的资源也就无效了。
编译运行结果：
有了右值引用和转移语义，我们在设计和实现类时，对于需要动态申请大量资源的类，应该设计转移构造函数和转移赋值函数，以提高应用程序的效率。
转移赋值函数
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int a = 0)
{
d = new int(a);
cout << "构造函数\n";
}
Test(const Test & tmp)
{
d = new int;
*d = *(tmp.d);
cout << "拷贝构造函数\n";
}
Test & operator=(const Test & tmp)
{//赋值运算符重载函数
if(&tmp == this)
{
return *this;
}
delete d; //往往需要先把原来空间释放后，再申请，这里碰巧可以不这样做
d = new int;
*d = *(tmp.d);
cout << "赋值运算符重载函数\n";
return *this;
}
#if 1
Test(Test && tmp)
{ // 移动构造函数
d = tmp.d;
tmp.d = NULL; // 将临时值的指针成员置空
cout << "移动构造函数" << endl;
}
Test & operator=(Test && tmp)
{//转移赋值函数
if(&tmp == this)
{
return *this;
}
*d = *(tmp.d);
tmp.d = NULL;
cout << "转移赋值函数\n";
return *this;
}
#endif
~Test()
{
if(d != NULL)
{
delete d;
cout << "delete d\n";
}
cout << "析构函数\n";
}
int * d;
};
Test GetTmp()
{
Test h;
return h;
}
int main()
{
Test obj(10);
obj = GetTmp();//转移赋值函数
return 0;
}
编译运行结果：
参考资料：C++11 标准新特性: 右值引用与转移语义