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拷贝构造函数VS 移动构造函数

关键对比

特性	拷贝构造函数	移动构造函数
参数类型	const T&（左值引用）	T&&（右值引用）
资源操作	深拷贝（独立副本）	资源转移（直接接管）
源对象状态	不变	有效但未定义（通常置空）
性能	较高开销（复制资源）	低开销（仅指针操作）
异常安全	可能抛出异常（如内存不足）	通常标记为 noexcept（无异常）
应用场景	需要独立副本时	处理临时对象或显式移动语义时

在C++中，拷贝构造函数和移动构造函数是用于对象初始化的两种关键机制，它们分别针对不同的资源管理场景。以下是详细对比与解析：

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拷贝构造函数（Copy Constructor）

定义与用途

• 作用：用同类型的另一个对象初始化新对象，创建该对象的独立副本。
• 触发场景：
  • 用现有对象初始化新对象（如 T a = b;）。
  • 对象作为函数参数按值传递。
  • 从函数按值返回对象（若编译器无法优化）。

语法形式

ClassName(const ClassName& other);

• 参数为常量左值引用（const T&），确保不修改源对象。

实现要点

• 深拷贝：若类管理动态资源（如堆内存），需显式定义拷贝构造函数，复制资源而非指针值。
• 默认行为：未定义时，编译器生成浅拷贝版本（逐成员复制，可能导致重复释放资源）。

示例

class String {
public:char* data;// 拷贝构造函数（深拷贝）String(const String& other) {data = new char[strlen(other.data) + 1];strcpy(data, other.data);}
};

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移动构造函数（Move Constructor）

定义与用途

• 作用：将资源从临时对象（右值）转移到新对象，避免深拷贝开销。
• 触发场景：
  • 初始化对象时源为右值（如临时对象、std::move转换的结果）。
  • 函数返回局部对象（若无法应用返回值优化）。

语法形式

ClassName(ClassName&& other) noexcept;

• 参数为右值引用（T&&），表示资源可被“窃取”。
• 通常标记为 noexcept，便于标准库优化。

实现要点

• 资源转移：直接接管源对象的资源（如指针），并将源对象置于有效但不可用状态（如置空指针）。
• 默认行为：用户未定义时，编译器可能生成默认版本（逐成员移动，但仅对支持移动语义的成员有效）。

示例

class String {
public:char* data;// 移动构造函数（资源转移）String(String&& other) noexcept : data(other.data) {other.data = nullptr; // 防止源对象析构时释放资源}
};

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使用场景示例

1. 拷贝构造函数：

   String s1("Hello");
   String s2 = s1; // 调用拷贝构造函数，s1和s2独立
   

2. 移动构造函数：

   String createString() {String tmp("World");return tmp; // 可能触发移动构造（若编译器未优化）
   }
   String s3 = createString(); // 移动构造接管临时对象资源
   String s4 = std::move(s1);  // 显式移动，s1.data 变为 nullptr
   

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编译器行为与规则

• 隐式生成：
  • 若未定义拷贝构造/移动构造，编译器可能生成默认版本。
  • 用户定义拷贝操作（构造/赋值）或析构函数时，编译器不再生成默认移动操作。
• 删除操作：
  • 若用户定义移动操作，默认拷贝操作被删除（需显式定义）。

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最佳实践

1. 优先使用移动语义：处理大型资源时显著提升性能。
2. 标记移动操作为 noexcept：确保标准库容器（如 std::vector）在扩容时使用移动而非拷贝。
3. 遵循三五法则：若定义了拷贝/移动/析构之一，需显式处理所有相关操作。

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通过合理使用拷贝与移动构造函数，可在保证正确性的同时优化资源管理效率，是C++现代编程的核心技术之一。