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C++中的移動構(gòu)造函數(shù)及move語句示例詳解

更新時(shí)間：2017年10月06日 11:56:45 作者：青兒哥哥

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C++中移動構(gòu)造函數(shù)及move語句的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家學(xué)習(xí)或者使用C++具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。

前言

本文主要給大家介紹了關(guān)于C++中移動構(gòu)造函數(shù)及move語句的相關(guān)內(nèi)容，分享出來供大家參考學(xué)習(xí)，下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹吧。

首先看一個小例子：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
 string st = "I love xing";
 vector<string> vc ;
 vc.push_back(move(st));
 cout<<vc[0]<<endl;
 if(!st.empty())
 cout<<st<<endl;

 return 0;
}

結(jié)果為：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
 string st = "I love xing";
 vector<string> vc ;
 vc.push_back(st);
 cout<<vc[0]<<endl;
 if(!st.empty())
 cout<<st<<endl;

 return 0;
}

結(jié)果為：

這兩個小程序唯一的不同是調(diào)用vc.push_back()將字符串插入到容器中去時(shí)，第一段代碼使用了move語句，而第二段代碼沒有使用move語句。輸出的結(jié)果差異也很明顯，第一段代碼中，原來的字符串st已經(jīng)為空，而第二段代碼中，原來的字符串st的內(nèi)容沒有變化。

好，記住這兩端代碼的輸出結(jié)果之間的差異。下面我們簡單介紹一下移動構(gòu)造函數(shù)。

在介紹移動構(gòu)造函數(shù)之前，我們先要回顧一下拷貝構(gòu)造函數(shù)。

我們都知道，C++在三種情況下會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)（可能有紕漏），第一種情況是函數(shù)形實(shí)結(jié)合時(shí)，第二種情況是函數(shù)返回時(shí)，函數(shù)棧區(qū)的對象會復(fù)制一份到函數(shù)的返回去，第三種情況是用一個對象初始化另一個對象時(shí)也會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。

除了這三種情況下會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，另外如果將一個對象賦值給另一個對象，這個時(shí)候回調(diào)用重載的賦值運(yùn)算符函數(shù)。

無論是拷貝構(gòu)造函數(shù)，還是重載的賦值運(yùn)算符函數(shù)，我記得當(dāng)時(shí)在上C++課的時(shí)候，老師再三強(qiáng)調(diào)，一定要注意指針的淺層復(fù)制問題。

這里在簡單回憶一下拷貝構(gòu)造函數(shù)中的淺層復(fù)制問題

首先看一個淺層復(fù)制的代碼

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

class Str{
 public:
 char *value;
 Str(char s[])
 {
 cout<<"調(diào)用構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
 int len = strlen(s);
 value = new char[len + 1];
 memset(value,0,len + 1);
 strcpy(value,s);
 }
 Str(Str &v)
 {
 cout<<"調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
 this->value = v.value;
 }
 ~Str()
 {
 cout<<"調(diào)用析構(gòu)函數(shù)..."<<endl;
 if(value != NULL)
  delete[] value;
 }
};

int main()
{

 char s[] = "I love BIT";
 Str *a = new Str(s);
 Str *b = new Str(*a);
 delete a;
 cout<<"b對象中的字符串為："<<b->value<<endl;
 delete b;
 return 0;
}

輸出結(jié)果為：

首先結(jié)果并不符合預(yù)期，我們希望b對象中的字符串也是I love BIT但是輸出為空，這是因?yàn)閎->value和a->value指向了同一片內(nèi)存區(qū)域，當(dāng)delete a的時(shí)候，該內(nèi)存區(qū)域已經(jīng)被收回，所以再用b->value訪問那塊內(nèi)存實(shí)際上是不合適的，而且，雖然我運(yùn)行時(shí)程序沒有崩潰，但是程序存在崩潰的風(fēng)險(xiǎn)呀，因?yàn)楫?dāng)delete b的時(shí)候，那塊內(nèi)存區(qū)域又被釋放了一次，兩次釋放同一塊內(nèi)存，相當(dāng)危險(xiǎn)呀。

我們用valgrind檢查一下，發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)多的內(nèi)存錯誤呀！

其中就有一個Invalid free 也就是刪除b的時(shí)候調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，對已經(jīng)釋放掉對空間又釋放了一次。

那么深層復(fù)制應(yīng)該怎樣寫呢？

代碼如下：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

class Str{
 public:
 char *value;
 Str(char s[])
 {
 cout<<"調(diào)用構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
 int len = strlen(s);
 value = new char[len + 1];
 memset(value,0,len + 1);
 strcpy(value,s);
 }
 Str(Str &v)
 {
 cout<<"調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
 int len = strlen(v.value);
 value = new char[len + 1];
 memset(value,0,len + 1);
 strcpy(value,v.value);
 }
 ~Str()
 {
 cout<<"調(diào)用析構(gòu)函數(shù)..."<<endl;
 if(value != NULL)
 {
  delete[] value;
  value = NULL;
 }
 }
};

int main()
{

 char s[] = "I love BIT";
 Str *a = new Str(s);
 Str *b = new Str(*a);
 delete a;
 cout<<"b對象中的字符串為："<<b->value<<endl;
 delete b;
 return 0;
}

結(jié)果為：

這次達(dá)到了我們預(yù)想的效果，而且，用valgrind檢測一下，發(fā)現(xiàn)，沒有內(nèi)存錯誤！

所以，寫拷貝構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候，切記要注意指針的淺層復(fù)制問題呀！

好的，回顧了一下拷貝構(gòu)造函數(shù)，下面回到移動構(gòu)造函數(shù)上來。

有時(shí)候我們會遇到這樣一種情況，我們用對象a初始化對象b，后對象a我們就不在使用了，但是對象a的空間還在呀（在析構(gòu)之前），既然拷貝構(gòu)造函數(shù)，實(shí)際上就是把a(bǔ)對象的內(nèi)容復(fù)制一份到b中，那么為什么我們不能直接使用a的空間呢？這樣就避免了新的空間的分配，大大降低了構(gòu)造的成本。這就是移動構(gòu)造函數(shù)設(shè)計(jì)的初衷。

下面這個圖，很好地說明了拷貝構(gòu)造函數(shù)和移動構(gòu)造函數(shù)的區(qū)別。

看明白了嗎？

通俗一點(diǎn)的解釋就是，拷貝構(gòu)造函數(shù)中，對于指針，我們一定要采用深層復(fù)制，而移動構(gòu)造函數(shù)中，對于指針，我們采用淺層復(fù)制。

但是上面提到，指針的淺層復(fù)制是非常危險(xiǎn)的呀。沒錯，確實(shí)很危險(xiǎn)，而且通過上面的例子，我們也可以看出，淺層復(fù)制之所以危險(xiǎn)，是因?yàn)閮蓚€指針共同指向一片內(nèi)存空間，若第一個指針將其釋放，另一個指針的指向就不合法了。所以我們只要避免第一個指針釋放空間就可以了。避免的方法就是將第一個指針（比如a->value）置為NULL，這樣在調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的時(shí)候，由于有判斷是否為NULL的語句，所以析構(gòu)a的時(shí)候并不會回收a->value指向的空間（同時(shí)也是b->value指向的空間）

所以我們可以把上面的拷貝構(gòu)造函數(shù)的代碼修改一下：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

class Str{
 public:
 char *value;
 Str(char s[])
 {
 cout<<"調(diào)用構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
 int len = strlen(s);
 value = new char[len + 1];
 memset(value,0,len + 1);
 strcpy(value,s);
 }
 Str(Str &v)
 {
 cout<<"調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
 this->value = v.value;
 v.value = NULL;
 }
 ~Str()
 {
 cout<<"調(diào)用析構(gòu)函數(shù)..."<<endl;
 if(value != NULL)
  delete[] value;
 }
};

int main()
{

 char s[] = "I love BIT";
 Str *a = new Str(s);
 Str *b = new Str(*a);
 delete a;
 cout<<"b對象中的字符串為："<<b->value<<endl;
 delete b;
 return 0;
}

結(jié)果為：

修改后的拷貝構(gòu)造函數(shù)，采用了淺層復(fù)制，但是結(jié)果仍能夠達(dá)到我們想要的效果，關(guān)鍵在于在拷貝構(gòu)造函數(shù)中，最后我們將v.value置為了NULL，這樣在析構(gòu)a的時(shí)候，就不會回收a->value指向的內(nèi)存空間。

這樣用a初始化b的過程中，實(shí)際上我們就減少了開辟內(nèi)存，構(gòu)造成本就降低了。

但要注意，我們這樣使用有一個前提是：用a初始化b后，a我們就不需要了，最好是初始化完成后就將a析構(gòu)。如果說，我們用a初始化了b后，仍要對a進(jìn)行操作，用這種淺層復(fù)制的方法就不合適了。

所以C++引入了移動構(gòu)造函數(shù)，專門處理這種，用a初始化b后，就將a析構(gòu)的情況。

*************************************************************

**移動構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)和拷貝構(gòu)造函數(shù)不同，拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)是一個左值引用，但是移動構(gòu)造函數(shù)的初值是一個右值引用。（關(guān)于右值引用大家可以看我之前的文章，或者查找其他資料）。這意味著，移動構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)是一個右值或者將亡值的引用。也就是說，只用用一個右值，或者將亡值初始化另一個對象的時(shí)候，才會調(diào)用移動構(gòu)造函數(shù)。而那個move語句，就是將一個左值變成一個將亡值。

移動構(gòu)造函數(shù)應(yīng)用最多的地方就是STL中

給出一個代碼，大家自行驗(yàn)證使用move和不適用move的區(qū)別吧

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>
using namespace std;

class Str{
 public:
 char *str;
 Str(char value[])
 {
  cout<<"普通構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
  str = NULL;
  int len = strlen(value);
  str = (char *)malloc(len + 1);
  memset(str,0,len + 1);
  strcpy(str,value);
 }
 Str(const Str &s)
 {
  cout<<"拷貝構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
  str = NULL;
  int len = strlen(s.str);
  str = (char *)malloc(len + 1);
  memset(str,0,len + 1);
  strcpy(str,s.str);
 }
 Str(Str &&s)
 {
  cout<<"移動構(gòu)造函數(shù)..."<<endl;
  str = NULL;
  str = s.str;
  s.str = NULL;
 }
 ~Str()
 {
  cout<<"析構(gòu)函數(shù)"<<endl;
  if(str != NULL)
  {
  free(str);
  str = NULL;
  }
 }
};
int main()
{
 char value[] = "I love zx";
 Str s(value);
 vector<Str> vs;
 //vs.push_back(move(s));
 vs.push_back(s);
 cout<<vs[0].str<<endl;
 if(s.str != NULL)
 cout<<s.str<<endl;
 return 0;
}

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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