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C++ 移动语义

news 来源：原创 2025/5/24 18:57:37

移动语义

C++11中提供了一个新特性-移动语义，使用std::move实现，用法为

std::move

MyClass A;
MyClass B = std::move(A);

移动语义的意义是当一个临时变量生命周期要结束了，但是需要使用其初始化另外一个变量，例如函数的返回值（非指针），就是一个临时变量。我们知道，使用一个类去初始化另外一个类可以使用拷贝的方式，即调用类的拷贝构造函数或赋值运算符函数，为了防止类中内容出现指针悬垂情况，类的拷贝构造和赋值运算符都会写成深拷贝的模式，即需要重新申请一块内存再将数据存放进去。而移动语义则是直接占为己有，即把数据直接转移到另一个实例化的类中，避免了拷贝带来的性能花销。std::move函数的用处就是告诉编译器，这个对象已经不需要了，可以直接转给别的类使用。
下面展示一个例子：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
class MyClass
{
public:

	MyClass(const char* _name) {
		id = 0;
		name = new char[256];
		memset(name, 0, 256);
		strcpy_s(this->name, 256, _name);
		cout << "Call Constructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
	}

	MyClass(const MyClass& other) {
		if (this->name)
			delete this->name;
		this->name = new char[256];
		memset(this->name, 0, 256);
		strcpy_s(this->name, 256, other.name);
		this->id = other.id;
		cout << "Call Copy Constructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
	}

	~MyClass() {
		cout << "Call Destructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
		if (name)
			delete[] name;
	}

private:
	int id;
	char* name = nullptr;
};

MyClass func()
{
	return MyClass("aaa");
}

int main()
{
	MyClass a = move(func());
	MyClass b = func();
}

运行这段代码会发现拷贝构造函数被调用了，原因是因为类中没有定义移动构造函数，编译器只能去调用拷贝构造函数。

移动构造函数

下面就来实现移动拷贝构造函数。为了实现移动语义，C++11新增了一个新特性，叫做右值引用，使用双&定义。单一&定义的是左值引用。

int a = 0;
int& b = a;	// 左值引用
int&& c;	// 右值引用

让编译器将一个变量匹配成右值引用的情况有两个

一个在执行语句后就会被释放的临时变量
使用std::move标记的变量

将变量匹配成右值引用是实现移动语义的基础

实现移动构造函数的思路就是移动语义的含义，直接将另一个类的数据内存直接接管，同时还需要注意一个重点，就是把传入对象的数据清除。
移动构造函数的参数就是上述说的右值引用，在上述类中添加上移动构造函数：

// 实现深拷贝类
class MyClass
{
public:

	MyClass(const char* _name) {
		id = 0;
		name = new char[256];
		memset(name, 0, 256);
		strcpy_s(this->name, 256, _name);
		cout << "Call Constructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
	}

	MyClass(const MyClass& other) {
		if (this->name)
			delete this->name;
		this->name = new char[256];
		memset(this->name, 0, 256);
		strcpy_s(this->name, 256, other.name);
		this->id = other.id;
		cout << "Call Copy Constructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
	}

	// 移动构造函数
	MyClass(MyClass&& other) noexcept {
		this->id = move(other.id);
		// 直接移动
		this->name = other.name;
		// move对原始指针没用，直接接管即可
		other.name = nullptr;
		cout << "Call Move Constructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
	}

	MyClass& operator=(const MyClass& other) {
		if (this != &other)
		{
			if (this->name)
				delete this	->name;
			this->name = new char[256];
			memset(this->name, 0, 256);
			strcpy_s(this->name, 256, other.name);
			this->id = other.id;
		}
		cout << "Call operator, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
		return *this;
	}

	~MyClass() {
		cout << "Call Destructor, name address = " << static_cast<void*>(name) << endl;
		if (name)
			delete[] name;
	}

private:
	int id;
	char* name = nullptr;
};