move() forward()

含义

move和forward都是C++11中引入的，它们是移动语义和完美转发实现的基石。

• move：不能移动任何东西，它唯一的功能是将一个左值强制转化为右值引用，继而可以通过右值引用使用该值，以用于移动语义
  • 从实现上讲，std::move基本等同于一个类型转换：static_cast<T&&>(lvalue)
• forward: 不转发任何东西，也是执行左值到右值的强制类型转换，只是仅在特定条件满足时才执行该转换
  • 典型使用场景：某个函数模板取用了万能引用类型为形参，随后把它传递给了另一个函数

   

那么问题来了，既然move不移动而只是转换类型，为什么还把它命名为move，而不是一个类似rvalue_cast之类的名字？

• 首先再重复一下，move做的是强制类型转换，把左值转换为右值，不做移动
• 而右值是可以进行移动的，所以move一个对象，就是告诉编译器该对象具备可移动的条件，这样，move表述了这样一个事实：该对象可以移动了

     

move很牛逼，但可能并没有想象中那么牛逼

移动语义的支持，使得我们可以以较低的成本执行以前只能复制的操作。

对于标准容器操作，如下：

std::vector<Foo> vf1;

   

// 放入数据

   

// 移动

auto vf2 = std::move(vf1); // O(1)，仅是包含在vf1和vf2中的指针修改了

以上操作得以实现的前提是，标准容器都是将内容放在堆上的，它们内持有一个指向内存的指针。

正是由于该指针的存在，移动操作在常数时间内完成得以实现：把指针从源容器复制到目标容器，然后把源容器包含的指针置空即可。

   

注意，并不是所有move操作都是如此低廉的：

std::array<Foo, 10000> af1;

   

// 放入数据

   

// 移动

auto af2 = std::move(af1); // O(n)，需要把af1中所有元素移动到af2

这是因为array对象并没有内置的指针，其内容数据是直接存储在对象内的。

   

所以不要总是相信下面的说法：移动容器和赋值一堆指针一样成本低廉。

   

总之，在下面的情况下，移动语义并不会带来什么好处：

• 没有移动操作：待移动对象没有提供移动操作，这时移动请求就变成了复制请求
• 移动不是更快：待移动对象有移动操作，但并不比复制操作更快，如采用了小型字符串优化（SSO）的小string(容器不超过15的字符串)
• 移动不可用：在移动本可以发生的语境下，要求移动操作不可抛出异常，但该操作未加上noexcept声明
• 源对象是个左值：除极少数例外，只有右值可以作为移动对象的源

   

与move不同，forward仅在特定条件下将实参强制转换为右值。

典型使用场景如下：

void process(const Foo& lval);

void process(Foo && rval);

   

template<typename T>

void logAndProcess(T&& param)

{

        auto now = std::chrono::system_clock::now();

        makeLogEntry("Calling 'process'", now);

        process(std::forward<T> param);

}

  

其中：

• 形参param被传递给函数process，而process依据形参是左值还是右值进行了重载，实现不同的操作
• 我们期望，当调用logAndProcess时，传入的是左值，则以左值被process处理，右值也同样传给process处理
• forward干的就是这个事情：

Foo f;

   

logAndProcess(f); // 传入的是左值，process以左值来处理

logAndProcess(std::move(f)); // 传入的是右值，process以右值处理

也就是说，使用forward可以实现完美转发，但完美转发有时候并不完美，甚至不能转发。

下面是一些需要格外注意的情形：

• 大括号初始化物，下面两种情况会导致失败：
  • 编译器无法为函数形参推导出类型
  • 编译器为函数形参推导出了"错误"的类型
• 0和NULL用作空指针：它们会被推导为int，而非传递实参的指针类型，应该使用nullptr
• 仅有声明的整形static const 成员变量：能正常进行函数调用，它们没有内存，因此不能被引用，万能引用自然会失败
• 重载的函数名字和模板名字：这能通过编译，但转发函数会执行失败，因为它无法决定使用哪个重载的版本
• 位域用作函数实参：非const引用不得绑定到位域，位域是由机器字的若干任意部分组成的，无法对其直接取址。解决办法是传递位域的副本

   

小结

move和forward在作为c++11中引入的关键特性，使用得当可以达到很多以前很难实现的功效。

但也要注意避免使用上的陷阱，防止只是表面上使用这些特性，却没有收到任何实际的效果。

   

   

   

   

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