我刚听完Scott Meyers关于C++0x的软件工程广播播客采访。大多数新特性对我来说都是有意义的,我现在对C++0x非常兴奋,只有一个例外。我仍然不懂移动语义。。。到底是什么?
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这就像复制语义,但不必复制所有数据,而是从“移动”的对象中窃取数据。
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如果你真的对移动语义的一个好的、深入的解释感兴趣,我强烈建议你阅读关于它们的原始论文《向C++语言添加移动语义支持的建议》
这本书非常容易阅读和阅读,为他们提供的好处提供了极好的理由。WG21网站上还有其他关于移动语义的最新论文,但这篇文章可能是最直接的,因为它从顶层的角度处理问题,并没有深入到语言的细节。
这就像复制语义,但不必复制所有数据,而是从“移动”的对象中窃取数据。
这是Bjarne Stroustrup的《C++编程语言》一书中的答案。如果你不想看视频,可以看下面的文字:
考虑一下这个片段。从运算符+返回涉及将结果从局部变量res复制到调用者可以访问的地方。
Vector operator+(const Vector& a, const Vector& b)
{
if (a.size()!=b.size())
throw Vector_siz e_mismatch{};
Vector res(a.size());
for (int i=0; i!=a.size(); ++i)
res[i]=a[i]+b[i];
return res;
}
我们真的不想要副本;我们只是想从函数中得到结果。所以我们需要移动Vector而不是复制它。我们可以如下定义移动构造函数:
class Vector {
// ...
Vector(const Vector& a); // copy constructor
Vector& operator=(const Vector& a); // copy assignment
Vector(Vector&& a); // move constructor
Vector& operator=(Vector&& a); // move assignment
};
Vector::Vector(Vector&& a)
:elem{a.elem}, // "grab the elements" from a
sz{a.sz}
{
a.elem = nullptr; // now a has no elements
a.sz = 0;
}
&&表示“右值引用”,是我们可以绑定右值的引用。“rvalue”'旨在补充“lvalue”,它大致意思是“可以出现在赋值左侧的值”。因此,rvalue大致意思是:“不能赋值的值”,例如函数调用返回的整数,以及Vectors运算符+()中的res局部变量。
现在,语句返回res;不会复制!
我写这个是为了确保我能正确理解。
创建移动语义是为了避免不必要地复制大型对象。Bjarne Stroustrup在其著作《C++编程语言》中使用了两个默认情况下发生不必要复制的示例:一个是交换两个大对象,另一个是从方法返回一个大对象。
交换两个大对象通常涉及将第一个对象复制到临时对象,将第二个对象复制给第一个对象,以及将临时对象复制到第二个。对于内置类型,这非常快,但对于大型对象,这三个副本可能需要大量时间。“移动赋值”允许程序员重写默认的复制行为,而是交换对对象的引用,这意味着根本没有复制,而且交换操作更快。可以通过调用std::move()方法来调用移动赋值。
默认情况下,从方法返回对象涉及在调用方可访问的位置复制本地对象及其关联数据(因为调用方无法访问本地对象,并且在方法完成时会消失)。当返回内置类型时,此操作非常快,但如果返回大型对象,则可能需要很长时间。移动构造函数允许程序员重写此默认行为,并通过将返回给调用者的对象指向与本地对象关联的堆数据来“重用”与本地对象相关的堆数据。因此不需要复制。
在不允许创建本地对象(即堆栈上的对象)的语言中,这些类型的问题不会发生,因为所有对象都分配在堆上,并且总是通过引用访问。
你知道复制语义是什么意思吗?这意味着您有可复制的类型,对于用户定义的类型,您可以明确地编写复制构造函数和赋值运算符,或者编译器隐式地生成它们。这将复制一份。
移动语义基本上是一种用户定义的类型,带有构造函数,它接受一个非常量的r值引用(使用&&(是两个&符号)的新类型引用),这称为移动构造函数,赋值运算符也是如此。那么,移动构造函数做什么呢?它不是从源参数复制内存,而是将内存从源“移动”到目标。
你什么时候想这样做?那么std::vector就是一个例子,假设您创建了一个临时std::vector,然后从一个函数返回它,比如:
std::vector<foo> get_foos();
当函数返回时,复制构造函数将产生开销,如果(在C++0x中也是如此)std::vector有一个移动构造函数,而不是复制它。它只需要设置指针并将动态分配的内存“移动”到新实例。这有点像std::auto_ptr的所有权转移语义。