C++11核心知识点 —— 移动语义

这篇根据一些文章整理，对移动语义进行详细记录

移动语义

const& 复制构造存在的问题

复制构造在前面的文章中有记录，它的主要一个问题在于使用const &进行常引用，导致被复制的对象不能修改。按照常理来说，一般不需要修改被复制的对象，但在某些情况下却非常有用。
首先看个代码：

Person make_person(){
    auto person=Person();
    return person;
}

分析：
首先产生一个局部对象，由于返回的是一个对象，因此产生复制构造操作，而且要求复制构造函数必须为const &的形式，否则出现错误：找不到合适的复制构造函数。因此Person的定义至少像这种形式：

class Person{
public:
    Person(const Person &person){...} //const &复制构造
};

这种样式是没有问题的，但是考虑一种情况，如果Person拥有资源怎么办？假如它有一个char *分配了100个字节的堆，那么问题演变成下面的模型：

模型：已知A有资源R，现在希望能将R的所有权移给B，出发点在于避免重复多次的分配资源。

由于复制构造是常引用，我们可以做到把B.R = A.R，这样B拥有了A的资源，但是两者都指向同一块资源，在析构中势必会delete资源，那么B得到的资源将会无效！
因此思路可以转换为：如果有一个复制构造不仅可以赋值，而且可以修改被复制的对象，那么这个问题就解决了。

解决思路如下：B.R = A.R，然后将 A.R =nullptr。这样对象A即使析构使用delete也没有问题。在这种需求下，移动复制构造隆重出场！

移动复制构造

移动复制构造主要和右值有关系。右值主要包括临时对象和字面量的形式。在C++中有几种复制构造，因此编译器会选择最合适的重载。还是以上面的例子为例，在产生临时对象这一步，编译器选择的重载顺序如下：
移动复制构造 > const &复制构造

 代码比较清楚的说明这一点，在临时对象采用哪种形式的构造上，编译器首选是移动复制构造，其中第四步的std::move下面记录下。

class Person {
public:
    char *m_pSource; //资源
    Person(const Person &person) {
        std::cout << "复制构造执行" << std::endl;
    }
    Person(Person &&person) {
        this->m_pSource = person.m_pSource;
        person.m_pSource = nullptr;
        std::cout << "移动复制构造执行" << std::endl;
    }
    Person() {
        m_pSource = new char[100];
        printf("原始资源:%p\n", m_pSource);
    }
    ~Person() { 
        delete[]m_pSource; //释放资源
        std::cout << "析构执行" << std::endl; 
    }
};
Person test_Person() {
    Person person = Person();
    return person;
}

int main()  
{
    Person p1 = test_Person();
    Person p2(std::move(p1));
    printf("p2资源:%p\n", p2.m_pSource);
    printf("p1资源:%p\n", p1.m_pSource);
}

再论右值及std::move

std::move等价为对左值执行static_cast<T &&>操作，那么原对象将会变成临终值，临终值也是右值的一种形式。用处在于可以选择移动复制构造的重载。正如上面4标识的，std::move(p1)之后将会调用右值引用的重载。
如果不使用，则调用const &的重载，比如 Person p3(p2)。

经过一系列的move，原始资源从最初的局部对象person，最终辗转到p2，person -> p1 ->p2，printf说明了这一点

一道测试题

/*
    @一道测试题，如果能看懂代码为什么出问题，说明整个基础概念都了解了
    @tinaluo 2021-02-15夜
*/
class Person {
public:
    char *m_pSource; //资源
    Person(const Person &person) {
        std::cout << "复制构造执行" << std::endl;
    }
    Person(Person &&person) {
        this->m_pSource = person.m_pSource;
        person.m_pSource = nullptr;
        std::cout << "移动复制构造执行" << std::endl;
    }
    Person() {
        m_pSource = new char[100];
        printf("原始资源:%p\n", m_pSource);
    }
    ~Person() { 
        delete[]m_pSource; //释放资源
        std::cout << "析构执行" << std::endl; 
    }
};

Person test_args(Person person) {
    printf("add %p\n", person.m_pSource);
    return person;
}
int main()  
{
    Person p1;
    printf("add %p\n", p1.m_pSource);
    test_args(p1);
}