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[C++知识库]c++11新特性:move的用法和右值引用

首先我们来思考拷贝和移动的区别,这样你能更深刻的理解c++11为什么要推出右值引用和move了。

现来说说拷贝,以下面的例子来说明:

int f(){
	int tmp=10;
	return tmp;
}
int mian(){
	int b=f();
	return 0;
}

在主函数中,调用f()函数,为临时变量tmp申请了一块内存用来存储数据,当函数即将结束时,临时申请的这块内存要被释放掉,所以需要拷贝一份用于作为 f()函数的返回值。此时涉及了一次拷贝,还有一次拷贝是在主函数中,需要为b申请一块内存,存放f()返回值。当main函数结束,上述过程一共执行1次自主申请内存,两次拷贝,三次释放。(当然由于编译器优化,上面在实际情况中只涉及了一次申请,一次释放,这个过程对程序员是透明的。)

考虑一下,当拷贝的数据量足够大时,这些无意义的拷贝和释放,大大的降低了性能,所以引入右值引用和move的作用是为了减少无意义的拷贝,实现资源的移动,减少内存的申请与释放。

先来说一下什么是右值。在c++11中,右值是由两个概念构成的,一个是将亡值,另一个是纯右值。其中纯右值就是c++98标准中的右值概念,讲的是用于辨识变量和一些不跟对象关联的值。比如非引用返回的函数返回的临时变量值,就是一个纯右值 。一些运算表达式,如(1+3)产生的临时变量,也是纯右值。而不跟对象关联的纯右值,比如:2,‘c’,true,也是纯右值。此外类型转换函数的返回值,lambda表达式等,也都是右值。

move的作用: move可以将左值转化为右值,进行一个资源的转移,但是我们需要确定这个左值,之后不会再次使用,我们才可以进行这个操作来提升性能。

举个例子:

int main(){
	string foo="abcdef";
	vector<string>v;
	v.push_back(foo);
	cout<<foo<<endl;
	return 0;
}

以上这个过程是一个拷贝过程,向push_back里面传入foo这个变量,vector容器中会对这个变量进行一个拷贝,我们之后还能用foo进行其他操作。
结果:
在这里插入图片描述
当我们使用move时,看以下代码:

int main(){
	string foo="abcdef";
	vector<string>v;
	v.push_back(move(foo));
	cout<<foo<<endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
这个过程中foo无法继续使用。

其实move本身是一个强制转换,作用便是将左值转换为右值,并无神奇之处,进行转移的过程,其实是类本身里面写的移动构造函数起的作用,通过延长右值的生命周期,通过引用将资源给新的变量,实现一个浅拷贝过程。

move应用实际场景

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class A {
 public:
  A(int sz) : sz(sz), s(new int[sz]) {
    s[0] = 10;
    // cout << "sc a" << endl;
  }

  ~A() {
    delete[] s;
    // cout << "xg a" << endl;
  }

  A(const A& b) {
    sz = b.sz;
    s = new int[sz];
    memcpy(s, b.s, sz * sizeof(int));
    // cout << "fz a" << endl;
  }

  A(A&& b) : sz(b.sz), s(b.s) {
    // cout << "mov a" << endl;
    b.s = nullptr;
  }

  int* s;
  int sz;
};
int main() {
  /*A资源经过一系列使用后,不在使用A资源,但需要保存在智能指针中*/
  A tmp(500000000);
  int start1 = clock();
  shared_ptr<A> up(new A(tmp));
  int end1 = clock();

  int start2 = clock();
  shared_ptr<A> usp(new A(move(tmp)));
  int end2 = clock();

  cout << "copy times = " << (end1 - start1) << endl;

  cout << "move times = " << (end2 - start2) << endl;

  return 0;
}

性能对比:
在这里插入图片描述
再来看以下他们的执行过程;

  shared_ptr<A> up(new A(tmp));

他的执行过程:
在这里插入图片描述
fz a 执行了拷贝构造函数,实行深拷贝

shared_ptr<A> usp(new A(move(tmp)));

在这里插入图片描述
mov a 执行了移动构造函数,可以理解为浅拷贝,但是所有权从tmp转移到新建的对象上了,管理的资源是同一份,tmp对类内指针的管理权丧失

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