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Day11 移动语义回顾

一、移动语义基础概念

• 移动语义：通过“转移资源所有权”而非“复制资源”，提升程序效率，尤其适用于临时对象或大对象的处理。
• 移动构造函数和移动赋值运算符：C++11引入的特殊成员函数，分别用于从右值中构造对象或赋值给现有对象。
• 与拷贝语义的区别：
  • 移动语义不会拷贝内存，只是指针赋值，效率更高。
  • 编译器不会自动生成移动构造和移动赋值，需要手动实现。

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二、自定义 String 类的移动语义实现

class String
{friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const String& rhs);public:// 默认构造函数String(): _pstr(nullptr) {cout << "String()" << endl;}// 构造函数：深拷贝字符串String(const char* pstr): _pstr(new char[strlen(pstr) + 1]()) {cout << "String(const char* pstr)" << endl;strcpy_s(_pstr, strlen(pstr) + 1, pstr);}// 拷贝构造函数：深拷贝另一个 String 对象String(const String& rhs): _pstr(new char[strlen(rhs._pstr) + 1]()) {cout << "String(const String& rhs)" << endl;strcpy_s(_pstr, strlen(rhs._pstr) + 1, rhs._pstr);}// 移动构造函数：资源转移，不再复制字符串内容String(String&& rhs): _pstr(rhs._pstr) {cout << "String(String&& rhs)" << endl;rhs._pstr = nullptr;  // 清空源对象}// 拷贝赋值运算符String& operator=(const String& rhs) {cout << "String& operator=(const String& rhs)" << endl;if (this != &rhs) //1、防止自复制{delete[] _pstr;//2、释放左操作数//3、深拷贝_pstr = new char[strlen(rhs._pstr) + 1]();strcpy_s(_pstr, strlen(rhs._pstr) + 1, rhs._pstr);}//4、返回*thisreturn *this;}// 移动赋值运算符String& operator=(String&& rhs) {cout << "String& operator=(String&& rhs)" << endl;if (this != &rhs)//1、自移动{delete[] _pstr;//2、释放左操作数//3、浅拷贝_pstr = rhs._pstr;rhs._pstr = nullptr;}//返回*thisreturn *this;}~String() {cout << "~String()" << endl;delete[] _pstr;_pstr = nullptr;}private:char* _pstr;
};

输出运算符重载：

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const String& rhs)
{if (rhs._pstr) {os << rhs._pstr;}return os;
}

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三、测试函数：验证移动与拷贝行为

void test() {String s1("hello");cout << "s1 = " << s1 << endl;String s2 = s1;  // 拷贝构造cout << "s2 = " << s2 << endl;String s3 = "world";  // 隐式调用构造函数，然后移动构造//上面这条代码有个隐式转换的过程，"world" --> String("world")//String("world")是临时对象/匿名对象cout << "s3 = " << s3 << endl;String s4("hainan");cout << "s4 = " << s4 << endl;s4 = String("shangfa");  // 临时对象移动赋值cout << "s4 = " << s4 << endl;s4 = std::move(s4);  // 自移动，测试保护机制cout << "s4 = " << s4 << endl;//warning!使用已移动的 from 对象: s4 (lifetime.1)。//移动赋值运算符函数中没有判断if(this != &rhs)之前，// 打印s4的值，输出结果为空，因为在输出流重载运算符函数中，已经进行了判空操作，若指向为空，直接执行return cout << "11111" << endl;/*std::move可以将左值转换为右值，实质上没有做任何移动，只是在底层做了强制转换static_cast<T &&>(lvalue)如果以后不想再使用某个左值，可以使用std::mobe将其转换为右值，以后就不再使用了*/s2 = std::move(s1);  // s1 被移动后已失效cout << "s1 = " << s1 << endl;cout << "s2 = " << s2 << endl;
}

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四、左值与右值的补充说明

void testRightValue()
{int a = 10;int b = 20;int* pflag = &a;string s1("hello");string s2("world");int& ref = a;//int& ref2 = 10;//error!非常量引用的初始值必须为左值const int& ref2 = 10;/*const左值引用既可以绑定到左值，也可以绑定到右值*/const int& ref3 = a;&a;//左值&b;//左值&pflag;//左值& *pflag;//左值&s1;//左值&s2;//左值//表达式必须为左值或函数指示符//&(a + b);//左值//&(s1 + s2);//左值&ref;//左值//C++11之前是不能识别右值的，C++11之后新增语法可以识别右值int&& rref = 10;//右值引用//int&& rref2 = b;//error!无法将右值引用绑定到左值//还有一个问题，左值引用是左值还是右值？&rref;//右值引用在此处是左值（右值引用在作为函数参数的时候，体现出来的是左值的含义）}//那么，右值引用可以是右值吗？(右值引用作为函数返回类型的时候是右值)
int&& func()
{return 10;
}int main()
{test();//&func();//error!“&”要求左值return 0;
}

右值引用作为函数返回值

int&& func() {return 10;
}

右值引用返回的对象仍然是右值，不能取地址。

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五、知识总结

类型	是否可绑定左值	是否可绑定右值	备注
左值引用 (T&)	✅	❌	常用于一般变量引用
const 左值引用 (const T&)	✅	✅	可以绑定临时对象，常用于函数参数
右值引用 (T&&)	❌	✅	主要用于移动语义

如何区分左值与右值？

• 能否取地址（&） 是判断左值的重要标准。
• 表达式结果是否具名或可持久存在。

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六、附加说明：关于 std::move

• std::move(x) 实质上是 static_cast<T&&>(x)，并不真正“移动”。
• 它只是告诉编译器：“我不再使用这个对象了，可以安全地‘偷走’资源”。
• 右值的存放位置（冷知识）：右值短暂的存在于栈上

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