良许Linux教程网 干货合集 详解c++11中std::move函数实用方法

详解c++11中std::move函数实用方法

本文主要介绍了c++11中std::move函数的使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下

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C++11在运行期有所增强,通过增加核心的右值引用机制来改善临时对象导致的效率低下的问题。C++临时对象引入了多余的构造、析构及其内部资源的申请释放函数调用,导致程序运行时性能受损,这一点被广为诟病。C++标准委员会在C++11中引入了右值引用这个核心语言机制,来提升运行期性能

过std::move,可以避免不必要的拷贝操作。

std::move是为性能而生。

std::move是将对象的状态或者所有权从一个对象转移到另一个对象,只是转移,没有内存的搬迁或者内存拷贝。

变量表达式是一个左值,即使这个变量是一个右值引用类型,也是将其看成是左值的。

于是有:变量是一个左值,我们不能将一个右值引用直接绑定到一个变量上,即使这个变量是右值引用类型也不行。

但是。我们可以显式的将一个左值转换为对应的右值引用类型。另外,可以通过move库函数来获得绑定到左值上的右值引用。此函数定义在utility中。

如:

int &&rr1 = 42;        //正确,字面值常量是右值
int &&rr2 = rr1;        //错误,表达式rr1是左值
int &&rr3 = std::move(rr1);    //正确

move告诉编译器我们有一个左值,但我们希望像一个右值一样处理它。注意:调用move意味着承诺:除了对rr1赋值和销毁它以外,我们不再使用它。在调用move之后,我们不能对移后源对象的值做任何假设。

(我们可以销毁一个移后源对象,也可以赋予它新值,但是不能使用一个移后源对象的值。)

我们对move不提供using声明,我们直接调用std::move而不是move。原因是:如果在应用程序中定义一个标准库中已有的名字,则将出现一下两种可能中的一种:

(1)要么根据一般的重载规则确定某次调用应该执行函数的哪个版本,

(2)要么应用程序根本就不会执行函数的标准库版本。

因此,对于move的名字冲突相比其他标准库函数的冲突频繁的多。于是我们在调用move函数时,是使用std::move而不是move。

原型定义中的原理实现:

首先,函数参数T&&是一个指向模板类型参数的右值引用,通过引用折叠,此参数可以与任何类型的实参匹配(可以传递左值或右值,这是std::move主要使用的两种场景)。关于引用折叠如下:

公式一)X& &、X&& &、X& &&都折叠成X&,用于处理左值

string s("hello");
std::move(s) => std::move(string& &&) => 折叠后 std::move(string& )
此时:T的类型为string&
typename remove_reference::type为string 
整个std::move被实例化如下
string&& move(string& t) //t为左值,移动后不能在使用t
{
    //通过static_cast将string&强制转换为string&&
    return static_cast(t); 
}
 

公式二)X&& &&折叠成X&&,用于处理右值

std::move(string("hello")) => std::move(string&&)
//此时:T的类型为string 
//     remove_reference::type为string 
//整个std::move被实例如下
string&& move(string&& t) //t为右值
{
    return static_cast(t);  //返回一个右值引用
}

简单来说,右值经过T&&传递类型保持不变还是右值,而左值经过T&&变为普通的左值引用.

对于static_cast的使用注意:任何具有明确定义的类型转换,只要不包含底层const,都可以使用static_cast。

double d = 1;
void* p = &d;
double *dp = static_cast p; //正确
  
const char *cp = "hello";
char *q = static_cast(cp); //错误:static不能去掉const性质
static_cast(cp); //正确 

对于remove_reference是通过类模板的部分特例化进行实现的,其实现代码如下

//原始的,最通用的版本
template  struct remove_reference{
    typedef T type;  //定义T的类型别名为type
};
  
//部分版本特例化,将用于左值引用和右值引用
template  struct remove_reference //左值引用
{ typedef T type; }
  
template  struct remove_reference //右值引用
{ typedef T type; }   
   
//举例如下,下列定义的a、b、c三个变量都是int类型
int i;
remove_refrence::type a;             //使用原版本,
remove_refrence::type  b;             //左值引用特例版本
remove_refrence::type  b;  //右值引用特例版本 

总结:

std::move实现,首先,通过右值引用传递模板实现,利用引用折叠原理将右值经过T&&传递类型保持不变还是右值,而左值经过T&&变为普通的左值引用,以保证模板可以传递任意实参,且保持类型不变。然后我们通过static_cast进行强制类型转换返回T&&右值引用,而static_cast之所以能使用类型转换,是通过remove_refrence::type模板移除T&&,T&的引用,获取具体类型T。

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良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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