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C++对象移动

news 2025/7/14 21:14:04

在某些情况下,对象拷贝后就立即被销毁了,这时利用新标准(C++11)提供的对象移动而非拷贝将大幅提升性能.

1.右值引用

为了支持移动操作,c++11新增了一种引用 - 右值引用(rvalue reference)。这种引用必须指向右值,使用&&声明。

右值引用只能引用临时变量或常量值.

右值引用主要是为类的移动语句做准备的。


int main()
{//int& a = 100; //错误int&& ra = 100;//右值引用,引用一个常量int b = 15;//int& b1 = b * 2 + 10;//错误,不能引用临时变量int&& rb = b * 2 + 10;//合法//double &c = sqrt(100);//错误,不能引用临时变量double&& rc = sqrt(100);//合法cout << ra << "," << rb << "," << rc << endl;return 0;
}

2.移动构造函数和移动赋值函数

在C++中，移动构造函数和移动赋值函数是与对象的资源管理相关的两种操作，它们通常用于优化性能，特别是在处理像动态分配数组或复杂数据结构等资源密集型对象时。这两种操作依赖于C++11引入的右值引用和移动语义。

1）移动构造函数

移动构造函数是一个特殊的构造函数，它接受一个右值引用作为参数。当对象被临时创建并立即用作初始化另一个对象时，会调用移动构造函数。与普通构造函数不同，移动构造函数不会创建新对象的副本(不另外创建需要的资源),它会直接使用原始对象的资源（如动态分配的内存），并将其转移到新的对象。

请注意，原始对象在移动构造后通常不再可用。

示例：


class MyClass {  
public:  MyClass(MyClass&& other) noexcept : data(other.data) {  other.data = nullptr; // 将原始对象的资源置为nullptr，确保它不再拥有这些资源  }  private:  int* data; // 假设MyClass管理动态分配的内存  
};

2）移动赋值函数

移动赋值函数是一个特殊的赋值函数，它接受一个右值引用作为参数。实参是一个临时对象时，会调用移动赋值。与拷贝赋值不同，移动赋值不会创建新对象的副本(不另外创建需要的资源),而是直接使用源对象的资源，并将其转移到目标对象。

请注意,源对象在移动赋值后通常不再可用。

示例：

class MyClass {  
public:  MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {  if (this != &other) {  delete[] data;     // 释放当前对象的资源  data = other.data; // 窃取其他对象的资源  other.data = nullptr; // 将原始对象的资源置为null  }  return *this;  }  
private:  int* data; // 假设MyClass管理动态分配的内存  
};

注意：

●使用noexcept关键字标记移动构造函数和移动赋值函数是一个好习惯，因为移动操作通常不抛出异常。这有助于编译器进行优化(不需要为可能的异常做额外的准备)，例如在某些情况下使用移动而不是拷贝。
●在实现移动构造函数和移动赋值操作符时，必须确保源对象在移动后处于有效但未定义的状态。通常将源对象的资源设置为nullptr或执行其他适当的清理操作。
●如果类定义了移动构造函数或移动赋值操作符，通常也应该定义相应的拷贝构造函数和拷贝赋值操作符，以确保对象可以以期望的方式进行复制。

3.move函数

move:将左值转为右值引用,一般是为了利用(触发)移动语义来提高性能,避免不必要的拷贝.需要引入utility文件

注意:使用move后源对象不能继续使用


#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1 = "quzijie";string s2 = s1;cout << "s1=" << s1 << endl;cout << "s2=" << s2 << endl;string s3 = move(s1);cout << "s1=" << s1 << endl;cout << "s3=" << s3 << endl;return 0;
}

4.一个具体的示例

#include <iostream>  }// 移动构造函数  MyString(MyString&& other) noexcept : len(other.len), data(other.data) {// 将源对象的资源转移到新创建的对象  cout << "MyString 移动 构造函数" << endl;other.data = nullptr;other.len = 0;}//拷贝构造函数MyString(const MyString& other) {cout << "MyString 拷贝构造函数" << endl;len = other.len;data = new char[len + 1];strcpy(data, other.data);}// 赋值运算符 MyString& operator=(const MyString& other) {cout << "MyString = " << endl;if (this != &other) {delete[] data;len = other.len;data = new char[len + 1];strcpy(data, other.data);}return *this;}// 移动赋值运算符 MyString& operator=(MyString&& other) noexcept {cout << "MyString 移动 = " << endl;if (this != &other) {delete[] data;data = other.data;len = other.len;other.data = nullptr;other.len = 0;}return *this;}// 析构函数  ~MyString() {delete[] data;}private:int len;//字符长度char* data;//存放数据的指针
};// 辅助函数，用于创建临时MyString对象  
MyString CreateTempString() {return MyString("quzijie");
}int main() {// 使用构造函数/移动构造函数创建s1  cout << "s1: ";MyString s1 = CreateTempString();// 使用移动构造函数创建s2cout << "s2: ";MyString s2 = move(s1);// 使用移动赋值函数将临时对象赋值给s3cout << "s3: ";MyString s3;s3 = CreateTempString();//使用移动赋值函数将s1赋值给s4cout << "s4: ";MyString s4;s4 = move(s1);return 0;
}