C++中的左值、右值与std::move()
左值:
1.具有地址,存储在内存中
2.可以出现在赋值符号的左侧
3.可以取地址
右值:
1.通常没有地址,存储在寄存器或者临时内存中
2.不能出现在赋值号的左侧
3.不能取地址(除非绑定到const左值引用)
int main()
{int a = 10;//变量是地址的别名int& b = a;//引用是变量的别名,引用是通过指针实现的return 0;
}
变量a实际上是某个地址的别名,我们假设这个地址是0x222224,其内容是10.
现在b是地址0x222230的别名,由于b是a的别名,则b地址的内容是a的地址,即0x222224.
这就是左值引用。
const int&& c = 20;//右值引用:右值的临时变量
20这个字面常量没有地址,于是会给它分配一个临时内存,这样就可以用一个指针指向这块临时内存。
右值引用:右值的临时变量。
std::move()的功能:把左值(引用)变为右值引用,继而可以通过右值引用使用该值,以用于移动语义。
即std::move等价于:
static_cast<T&&>(lvalue)
int main()
{int a = 10;//变量是地址的别名int& b = a;//引用是变量的别名,引用是通过指针实现的const int&& c = std::move(a);//std::move(a)现在是右值
}
c和b一样是指向a的指针。这个右值又称为亡值,或者将亡值。这样,让c在传递参数或赋值时可以触发移动构造,避免深拷贝。
std::move(a)只是告诉编译器a变成了右值,但不会修改a本身。
int main()
{vector<int>v1 = { 1,2,3,4,5 };vector<int>v2 = move(v1);cout << v1.size() << endl;//0cout << v2.size() << endl;//5return 0;
}
如果不使用move,即:
vector<int>v2=v1;
那么就是拷贝构造,深拷贝。如果v1的内容非常多,那么拷贝后会造成资源浪费。
move的作用就是让v2把v1的内容偷出来。这就是“移动”,避免了拷贝,节省了资源。
看一个例子:Array类
class Array
{
private:int size_;int* data_;public:Array(int size) :size_(size){data_ = new int[size_];}//深拷贝构造Array(const Array& temp_array){size_ = temp_array.size_;data_ = new int[size_];for (int i = 0; i < size_; i++){data_[i] = temp_array.data_[i];}}//深拷贝赋值Array& operator=(const Array& temp_array){delete[] data_;size_ = temp_array.size_;data_ = new int[size_];for (int i = 0; i < size_; i++){data_[i] = temp_array.data_[i];}}~Array(){delete[] data_;}
};
该类的拷贝构造函数,赋值运算符重载函数已经通过使用左值引用传参避免一次多余的拷贝。但是深拷贝无法避免。而右值引用的出现解决了这个问题。参数为左值引用意味着拷贝,为右值引用意味着移动。
Array(Array&& temp_array)
{data_ = temp_array.data_;size_ = temp_array.size_;temp_array.data_ = nullptr;
}
解释一下为什么要置空:
原因一:防止重复释放同一片内存。移动后新对象接管了temp_array.data_的内存空间,如果不置空,当temp_array析构时,会对其data_调用delete[],结果就是新对象和temp_array先后释放同一块内存,造成未定义行为。
原因二:移动后的源对象(temp_array)处于有效但未指定状态。将指针置空可以明确表示资源已经被转移
使用方法:
int main()
{Array a(10);Array b(move(a));
}
再来看一个实例:vector中的push_back()使用std::move提高性能
int main()
{string str1 = "VioletEvergarden";vector<string>vec;vec.push_back(str1);//传统方法,拷贝构造vec.push_back(move(str1));//调用移动语义的push_back方法,避免拷贝,str1失去原有值
}