移動(dòng)操作主要參考了cppreference 的這個(gè)說(shuō)明,
優(yōu)化部分的主要的參考來(lái)自于stack overflow 的這篇文章

一、移動(dòng)操作

1、移動(dòng)操作有關(guān)的函數(shù)

和移動(dòng)操作相關(guān)的類函數(shù)有兩個(gè)

移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)：

A(A&& rhs);

移動(dòng)賦值運(yùn)算符：

A& operator=(A&& rhs);

注意這兩個(gè)函數(shù)的參數(shù)類型都不是const，這也是C++默認(rèn)會(huì)生成的函數(shù)聲明。
移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)用于在構(gòu)造類型的時(shí)候使用：

A a1;

// 使用std::move強(qiáng)制進(jìn)行移動(dòng)
A a2 = std::move(a1);
或
A a2(std::move(a1));

而移動(dòng)賦值運(yùn)算符就是在賦值的時(shí)候進(jìn)行移動(dòng)：

A a1;
A a2;
a1 = std::move(a2); // 使用move進(jìn)行強(qiáng)制移動(dòng)

2、何時(shí)自動(dòng)聲明移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)和賦值移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)

隱式的移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)將會(huì)在可以被生成且滿足如下所有條件的情況下自動(dòng)生成：

• 沒(méi)有用戶聲明的 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
• 沒(méi)有用戶聲明的 復(fù)制賦值運(yùn)算符（即operator=(const A&)這類）
• 沒(méi)有用戶聲明的 移動(dòng)賦值運(yùn)算符（即operator=(A&&)這類）
• 沒(méi)有用戶聲明的 析構(gòu)函數(shù)
  

所謂可以被生成的意思是滿足以下所有條件：

• 類中沒(méi)有不能移動(dòng)的非靜態(tài)成員
• 繼承時(shí)，基類可以被移動(dòng)
• 繼承時(shí)，基類的構(gòu)造函數(shù)可以被訪問(wèn)
  

而移動(dòng)賦值運(yùn)算符的產(chǎn)生條件也差不多，只不過(guò)將沒(méi)有聲明的 移動(dòng)賦值構(gòu)造函數(shù)改成沒(méi)有用戶聲明 移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)即可。

總之，這兩個(gè)函數(shù)生成的條件就一句話：除了普通的構(gòu)造函數(shù)外（指默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)和帶其他參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)），不得聲明任何其他的構(gòu)造函數(shù)，operator=函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。

3、何時(shí)自動(dòng)移動(dòng)

使用std::move是一種強(qiáng)制的，顯式的移動(dòng)。但是C++很多時(shí)候?yàn)榱诵蕰?huì)自動(dòng)幫我們移動(dòng)。主要的規(guī)則其實(shí)就是所有的右值都會(huì)進(jìn)行移動(dòng)，如果不能移動(dòng)，進(jìn)行拷貝。但是為了嚴(yán)謹(jǐn)，我們還是擺出cppreference上的規(guī)則：

• 初始化的時(shí)候使用std::move()：T a = std::move(b)或者T a(std::move(b));這種。這里要加上std::move()，不然會(huì)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。
• 函數(shù)實(shí)參傳遞的時(shí)候使用std::move() ：func(std::move(a))
• 函數(shù)返回時(shí)，如：
  

class A {};

A CreateA() {
 return A();
}

// call

A a = CreateA();

的時(shí)候，使用A()產(chǎn)生的變量會(huì)首先移動(dòng)到CreateA()函數(shù)產(chǎn)生的返回值中，這個(gè)時(shí)候這個(gè)返回值是一個(gè)臨時(shí)變量（我們記為temp），接下來(lái)就是執(zhí)行這段代碼：A a = temp，然后temp是臨時(shí)變量， 會(huì)再次調(diào)用A的移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)給a變量。

前兩個(gè)是屬于顯式的移動(dòng)，最后一種就是隱式移動(dòng)。移動(dòng)賦值運(yùn)算符的規(guī)則也是一樣，只有等號(hào)右邊是臨時(shí)變量就會(huì)自動(dòng)調(diào)用。

二、復(fù)制消除、RVO和NRVO

雖然C++對(duì)移動(dòng)操作定義的很明確，但編譯器卻并不總是按照這個(gè)定義去做。因?yàn)榫幾g器中有三個(gè)重要的優(yōu)化經(jīng)常會(huì)減少拷貝，甚至是移動(dòng)操作。

在GCC和Clang下可以添加-fno-elide-constructors選項(xiàng)來(lái)關(guān)閉這三種優(yōu)化。

1、復(fù)制消除

來(lái)看一看下面代碼：

class C {
public:
  C() {}
  C(const C&) { std::cout << "A copy was made.\n"; }
  C(C&& rhs) { std::cout << "A move was made.\n"; }

};

C f() {
  return C();
}

int main() {
  std::cout << "Hello World!\n";
  C obj = f();
}

這里建議在C++17標(biāo)準(zhǔn)下編譯，因?yàn)镃++17起所有的復(fù)制消規(guī)則除被寫在語(yǔ)言規(guī)范內(nèi)，大部分編譯器應(yīng)該都會(huì)做這件事。我的Clang++ 12.0.5上的執(zhí)行結(jié)果僅僅是輸出了一行Hello World:

Hello World!

按照上面的規(guī)則，函數(shù)在返回的時(shí)候會(huì)進(jìn)行移動(dòng)，也就是說(shuō)在f()的調(diào)用內(nèi)，會(huì)先移動(dòng)給臨時(shí)變量，然后臨時(shí)變量再移動(dòng)給obj，但是這里什么都沒(méi)發(fā)生，沒(méi)有任何的移動(dòng)和拷貝，obj就像憑空出現(xiàn)了一樣。

在C++17起，復(fù)制消除是強(qiáng)制執(zhí)行的，而C++11中是看編譯器心情。
在如下條件下會(huì)進(jìn)行復(fù)制消除：

• 在return語(yǔ)句中，return的值是和函數(shù)返回值類型一樣的右值。類型一樣是為了防止隱式轉(zhuǎn)換，否則會(huì)產(chǎn)生新的變量從而阻止移動(dòng)，右值是因?yàn)镃++自動(dòng)移動(dòng)只能對(duì)右值操作。
• 在變量初始化的時(shí)候，初始化表達(dá)式是右值。如:
  

class A{};

A f() { return A(); } // 這里是第一種情況，會(huì)自動(dòng)復(fù)制消除

// call
A a = f(); // 這里函數(shù)返回值的臨時(shí)變量到a的過(guò)程中的移動(dòng)也會(huì)被消除

這也就解釋了為什么上面的代碼沒(méi)有調(diào)用任何的拷貝，移動(dòng)函數(shù)了。

2、RVO和NRVO

RVO是Return Value Optimization（返回值優(yōu)化）的簡(jiǎn)寫，而NRVO是Named Return Value Optimization（命名返回值優(yōu)化）的簡(jiǎn)寫。這兩個(gè)優(yōu)化是復(fù)制消除的常見(jiàn)形式。
通過(guò)他們的名字就可以看出，這是在函數(shù)返回的時(shí)候做的優(yōu)化。

RVO是指在函數(shù)返回一個(gè)臨時(shí)變量時(shí)的優(yōu)化，具體的優(yōu)化如下：

// 原本的函數(shù)
T CreateT(int value) {
 return T(value);
}

T a = CreateT(10);

// 優(yōu)化后的函數(shù)（偽代碼）：
void CreateT(T& v, int value) {
 v.T::T(value); // 直接在內(nèi)部進(jìn)行構(gòu)造
}

即通過(guò)將要接收函數(shù)返回值的對(duì)象以引用的形式放入函數(shù)內(nèi)部初始化，這樣就避免了一次移動(dòng)/拷貝。

而NRVO則是更加寬泛的RVO。對(duì)于如下的代碼可以執(zhí)行NRVO：

T CreateT(int values) {
 T t(value);
 return t;
}

編譯器也會(huì)優(yōu)化成上面RVO優(yōu)化的樣子。

到此這篇關(guān)于C++移動(dòng)操作,RVO和NRVO詳細(xì)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++移動(dòng)操作,RVO和NRVO內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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