std::move()实际应用分析

最近因为项目原因接触到了C++11的移动语义（move-semantics），参考了大量资料。不少资料都是从C++左右值的概念到C++11的右值引用，再牵扯出构造函数的实现方式，最后给出一个“实际”意义不高的一串代码，到最后也看不出这个新加入的语义是为了解决什么问题。

于是想自己记录一篇文章，用几句话来解释一些基本概念，几段代码来展示它我个人认为最直观的用途。

左值（lvalue）与右值（rvalue）

用一句话来概括形容就是：

左值：放在等号左边的值，可以被赋值；

右值：放在等号右边的值，不能被赋值；

比较典型的左值（以下各种运算符均是C++内建）：

a

++a

*a

**a

a.m

a->m

a[m]

比较典型的右值（以下各种运算符均是C++内建）：

a + b

a++

a && b

a < b

&a

深拷贝与浅拷贝

比如我们有A、B两个对象，里面均有指针指向对应内容，现在A要对B进行拷贝：

深拷贝：A先申请出一片新的空间，完全复制B的内容到新空间中；

浅拷贝：A复制B指针，将自己的指针指向B的内容地址，A、B公用一块内存地址；

所以对于深拷贝，A的修改与B没有关系；对于浅拷贝，A的修改也会在B对象也会被改变。

左值引用与右值引用

左值引用：传统的引用，形如T&；

右值引用：C++11新的数据类型，为了实现移动语义与完美转发所需要而设计出来的新的数据类型，形如T&&；

std::move()使用的意义

协助使用者进行浅拷贝，前提条件是拷贝对象需要支持移动赋值（move-assignment）、移动构造（move-constructor）。

一个具体的例子，在没有使用std::move()之前：

//test.cpp
#include   <map>
#include   <stdio.h>
int main()
{
    std::map<int, int> mapA;
    mapA[1] = 1;
    mapA[2] = 2;
    mapA[3] = 3;
    printf("addr A: %x|%x|%x\n", &mapA[1], &mapA[2], &mapA[3]);

    std::map<int, int> mapB = mapA;
    printf("addr B: %x|%x|%x\n", &mapB[1], &mapB[2], &mapB[3]);

    mapB[4] = 4;
    printf("addr new: %d|%d\n", mapA[4], mapB[4]);
    return 0;
}

$g++ -std=c++11 -o test test.cpp
$./test
addr A: 1646034|1646064|1646094
addr B: 1646124|16460c4|16460f4
addr new: 0|4

在使用了std::move()之后：

//test.cpp
#include   <map>
#include   <stdio.h>
int main()
{
    std::map<int, int> mapA;
    mapA[1] = 1;
    mapA[2] = 2;
    mapA[3] = 3;
    printf("addr A: %x|%x|%x\n", &mapA[1], &mapA[2], &mapA[3]);

    std::map<int, int> mapB = std::move(mapA);
    printf("addr B: %x|%x|%x\n", &mapB[1], &mapB[2], &mapB[3]);

    mapB[4] = 4;
    printf("addr new: %d|%d\n", mapA[4], mapB[4]);
    return 0;
}

$g++ -std=c++11 -o test test.cpp
$./test
addr A: 2017034|2017064|2017094
addr B: 2017034|2017064|2017094
addr new: 0|4

看到在使用std::move之后，B对A进行了浅拷贝，仅仅只赋值了key=1,2,3的指针。那么这里引发了一个新的问题：在move(mapA)之后，我们并不希望再进一步对A中key=1,2,3的对象做操作，否则会引起“不可预期”的结果，比如释放了同一个地址。所以我们需要约束对于move后的对象，应当马上“弃用”（std::map已经自动做了这个操作，在move之后A里面的key全部被清空了）。

这里可能会有人问，为什么要搞这么麻烦，我直接用C++传统的左值引用不就可以了吗？代码如下

//test.cpp
#include   <map>
#include   <stdio.h>
int main()
{
    std::map<int, int> mapA;
    mapA[1] = 1;
    mapA[2] = 2;
    mapA[3] = 3;
    printf("addr A: %x|%x|%x\n", &mapA[1], &mapA[2], &mapA[3]);

    std::map<int, int> &mapB = mapA;
    printf("addr B: %x|%x|%x\n", &mapB[1], &mapB[2], &mapB[3]);

    mapB[4] = 4;
    printf("addr new: %d|%d\n", mapA[4], mapB[4]);
    return 0;
}

$g++ -std=c++11 -o test test.cpp
$./test
addr A: 25d7034|25d7064|25d7094
addr B: 25d7034|25d7064|25d7094
addr new: 4|4

通过输出结果可以很明显的看出，传统的左值引用导致A，B互相影响，就语境来说不太利于把A拷贝到B，然后丢弃A的场景。

所以说移动语义补充了这块空白，其核心就是利用浅拷贝来模拟对象的移动行为，提高了效率，让语义更加明确。

（全文结束）

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