右值引用、move与move constructor

http://blog.chinaunix.net/uid-20726254-id-3486721.htm

这个绝对是新增的top特性，篇幅非常多。看着就有点费劲，总结更费劲。

原来的标准当中，参数与返回值的传值形式涉及到对象的复制，传值完成后，中间产生的临时对象又会马上被销毁，某些自定义的对象或者容器有很多元素时复制的开销非常大，而且例如IO对象或unique_ptr对象也不允许复制；传址在返回值的某些场景又会有局部对象的问题。c++11中新增了move的概念，用一个词描述就是"steal"。

1. 右值引用相关

个人理解，能出现在赋值运算符左侧即能被赋值的对象称之为左值，类似地右侧的赋值对象称为右值，都可以是单一变量或表达式。左值有其自己的identity，程序相对长期地为其永久或暂时地分配内存空间；右值多为临时变量（如某些表达式的中间值），生命期相对短暂（ephemeral），所有的字面常量均为右值。一个整形变量i，其为左值，我们可以赋给i任何其能存储的整型值；i+5这个表达式是右值，因为无论i是多少，你都不可能把20赋值给(i+5)。

右值引用必须绑定在右值上，书中的原话绑定的值是 an object that is about to be destroyed. 所以不能绑在左值上。

普通（regular）左值引用也不能绑定在右值上，const引用可以绑常量。

以前标准中的引用都是左值引用，运算符“&”，右值引用的运算符是"&&"。

 

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int i = 42; int &r = i;                   // ok: r refers to i int &&rr = i;               // error: cannot bind an rvalue reference to an lvalue int &r2 = i * 42;          // error: i * 42 is an rvalue const int &r3 = i * 42; // ok: we can bind a reference to  const  to an rvalue int &&rr2 = i * 42;      // ok: bind rr2 to the result of the multiplication

上面是几个书中的例子。注意：rr2是个右值引用，是说它绑定的是个右值，但其本身是左值，即下面这语句非法：

 

1	int &&rr3 = rr2;   // error: the expression rr2 is an lvalue!

即凡是可以 var_type var_name; 这样定义出来的变量（variable）其自身都是左值。

2. std::move相关。

右值引用因为绑定对象即将被销毁，意味着没有人会继续访问他们，所以就可以把他们（的资源）steal过来。

虽然不能将右值引用绑在左值上，但通过利用utility头文件新增的函数模板move，它返回传入对象的右值引用，可以达到 steal的效果。

 

1	int &&rr3 = std::move(rr2);   // ok

再提醒：一旦使用了move，编译器就默认传入对象已经不打算使用了，是可以被销毁的，move之后该对象的值已经不确定，不要再访问。还有由于对象偷取与复制的差别巨大，不注意会产生非常难定位的bug，所以所有使用move的地方一定要使用全称std::move，给大家以提醒。（其实c++11在algorithm头文件也新增了一个move，参数与意义都与此截然不同）。

3. move构造函数

对象可以被复制构造，满足条件场景下，自然也就可以被“剪切”构造。move构造函数就用于此，它也属于copy-control系列函数，后者的5个成员现在更新为：拷贝构造函数，复制性质的赋值运算符，move构造函数，move性质的赋值运算符，析构函数。

 

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class base { public:     int* p;     base():{p = new(...);}     ~base(){delete p;}       base(base&& ref):p(ref.p){ref.p = nullptr;}   };

新创建对象的指针p接管了来源对象指针p所持有的资源，并将后者置空。特别注意move构造函数一定要来源对象内部存储资源的变量设置正确的状态，如指针置空等，避免来源对象析构时内存误释放。

对应的赋值运算符则一定要判断比较this指针和来源对象地址是否相同，进行自我move操作的保护。

move构造函数创建新对象后，来源对象并不是马上被销毁，但是出于一种析构函数随时可以运行的状态，不要再去访问它的值，这已经不可预计。

4. move构造函数的合成关系（喂，SBL你的inside c++11 object model啥时出版啊）

考构和其赋值运算符如果我们没有声明自己的，编译器会默认合成出来一个memberwise copy版本的。move构造函数和运算符却不是如此。如果类中有声明自己的考构和赋值运算符，或析构函数，则编译器不会合成默认的move操作函数，这时如果进行右值引用的move操作调用，实际触发的将会是拷贝构造函数。

当类中没有声明自己的任何一个copy-control函数，并且当所有非静态成员都可以move时，才会合成默认的move构造函数。

move构造函数和运算符从不会(never)隐式(implicit)被认为是delete，当我们声明其为default时，下列场景会变delete

(1)当类有某成员定义了其考构而没有m-con时，此类的m-con编译器认为是delete的，mv运算符同理，递归定义就是子成员的m-con合成不出来，该类的也肯定合成不出来。

(2)子成员的m-con或运算符是私有或delete，则此类的m-con和运算符是delete。

(3)类似考构，子成员或本身的析构是私有或delete，m-con为delete。

(4)类似赋值运算符，有const成员或引用成员，move运算符为delete。

经过试验，以下个人理解：在没有move成员时，都会调用考构成员，毕竟move风险太大。move成员的default最好不要随便加，没加时，调用std::move编译器还可以换成考构，加了后表示就要move，一旦有上面限制无法合成就会报错，虽然是编译的，不熟悉的搞起来还是有点麻烦。可能是类似提示，不知道为什么扯上了 constexpr

error: defaulted declaration 'base::base(const base&&)'
error: does not match expected signature 'constexpr base::base(base&&)'

BT的来了：move成员会反作用于考构成员，有定义move系列，没定义考构系列时，考构系列被认为是delete的。在base内定义实现了move系列成员，没有考构成员，下面的obj2两种形式定义都不会成功。

 

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base obj1; base obj2 (obj1); base obj2= obj1;

提示都一样，左值不能绑到右值引用上，默认直接进入了move构造函数：

error: cannot bind 'base' lvalue to 'base&&'
error:   initializing argument 1 of 'base::base(base&&)'

结论：

（1）定义了move系列，则一定要定义考构系列。

（2）考构和move都有，左值引用进考构，右值引用进move.

（3）有考构没move，都进考构，即使通过std::move.

（4）copy-control系列的5个成员，自定义了一个，其余的最好都定义。

 

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base obj2,obj1; obj2 = base(5);//obj2 = std::move(base(5)); obj2 = obj1;

考构，mv都有，2行mv，3行考构运算符；

只有考构，都进考构运算符，无论第二行加不加std::move。

5. move迭代器，make_move_iterator，在iterator头文件，不导入也能用，把普通迭代器转成move迭代器。

 

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vector<int> ivec{1,2,3};     vector<int> ivec2(ivec.begin(),ivec.end());     vector<int> ivec3(make_move_iterator(ivec.begin()), make_move_iterator(ivec.end()));       cout<<ivec.size()<<endl; cout<<ivec2.size()<<endl;="" cout<<ivec3.size()<<endl;="" ivec3.push_back(0);="" cout<<ivec.size()<<endl;="" cout<<ivec3.size()<<endl;<="" pre=""> 输出：3 3 3 3 4 。ivec2复制ivec的内容，ivec3则是“偷”了过来，虽然ivec的size仍是3，但内部已经不能保证，在ivec3压入元素0后，其size为4，但ivec的size仍为3。 <p>     <br> </p>                                   </ivec.size()<<endl;></int></int></int>

 

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右值引用、move与move constructor的相关教程结束。