小结移动构造和移动赋值

小结一下移动构造函数和移动赋值函数的书写要诀：

1. 偷梁换柱直接“浅拷贝”右值引用的对象的成员；
2. 需要把原先右值引用的指针成员置为 nullptr,以避免右值在析构的时候把我们浅拷贝的资源给释放了;
3. 移动构造函数需要先检查一下是否是自赋值，然后才能先delet自己的成员内存再浅拷贝右值的成员，始终记住第2条。

关于构造函数这部分有很多best practice ：搜索“三五法则”、 “copy and swap”、 "move and swap" 了解详情

std::move()

std::move(lvalue) 的作用就是把一个左值转换为右值。关于左右值的含义我们上一篇博客进行过阐述。

int lv = 4;
int &lr = lv;// 正确，lr是l的左值引用
int &&rr = lv; // 错误，不可以把右值引用绑定到一个左值

如果使用std::move 函数

   int &&rr = std::move(lv);  // 正确，把左值转换为右值 

可以看到 std::move的作用是把左值转换为右值的。

让我们看一看 std::move 的源码实现：

// FUNCTION TEMPLATE move
template 
_NODISCARD constexpr remove_reference_t<_Ty>&& move(_Ty&& _Arg) noexcept { // forward _Arg as movable
    return static_cast&&>(_Arg);
}

可以看到std::move 是一个模板函数，通过remove_\reference_t获得模板参数的原本类型，然后把值转换为该类型的右值。用C++大师 Scott Meyers 的在《Effective Modern C++》中的话说， std::move 是个cast ，not a move.

值得注意的是： 使用move意味着，把一个左值转换为右值，原先的值不应该继续再使用（承诺即将废弃）

使用 std::move 实现一个高效的 swap 函数

我们可以使用 move语义实现一个 交换操作，swap;
在不使用 Move 语义的情况下

swap(A &a1, A &a2){
    A tmp(a1); // 拷贝构造函数一次，涉及大量数据的拷贝
    a1 = a2;   // 拷贝赋值函数调用，涉及大量数据的拷贝
    a2 = tmp;  // 拷贝赋值函数调用，涉及大量数据的拷贝
}

如果使用 Move语义，即加上移动构造函数和移动赋值函数：

void swap_A(A &a1, A &a2){
    A tmp(std::move(a1)); // a1 转为右值，移动构造函数调用，低成本
    a1 = std::move(a2);   // a2 转为右值，移动赋值函数调用，低成本
    a2 = std::move(tmp);  // tmp 转为右值移动给a2
}

可以看到move语义确实可以提高性能，事实上， move语义广泛地用于标准库的容器中。C++11标准库里的std::swap 也是基于移动语义实现的。

说到了 swap, 那就不得不说一下啊 move-and-swap 技术了

Move and swap 技巧

看下面一段代码，实现了一个 unique_ptr ,和标准的std::unqiue_ptr的含义一致，智能指针的一种。

template
class unique_ptr
{
    T* ptr;

public:

    
    explicit unique_ptr(T* p = nullptr)
    {
        ptr = p;
    }

    ~unique_ptr()
    {
        delete ptr;
    }
    
    // move constructor
    unique_ptr(unique_ptr&& source)   // note the rvalue reference
    {
        ptr = source.ptr;
        source.ptr = nullptr;
    }
    
 /*    unique_ptr& operator=(unique_ptr&& source)   // 这里使用右值引用
    {
        if (this != &source)    // beware of self-assignment
        {
            delete ptr;         // release the old resource

            ptr = source.ptr;   // acquire the new resource
            source.ptr = nullptr;
        }
        return *this;
    } */
    
    // move and swap  idiom replace the move assignment operator
    unique_ptr& operator=(unique_ptr rhs)   // 这里不用引用，会调用移动构造函数
    {
        std::swap(ptr, rhs.ptr);
        // std::swap(*this,rhs)  // is also ok
        return *this;
    }
    
    
    
    T* operator->() const
    {
        return ptr;
    }

    T& operator*() const
    {
        return *ptr;
    }
};

在这里如果要按照常规办法写移动赋值函数，函数体内需要写一堆检查自赋值等冗长的代码。使用 move-and-swap语义，只用简短的两行就可以写出来。 在移动赋值函数中 source 是个局部对象，这样在形参传递过来的时候必须要调用拷贝构造函数（这里没有实现则不可调用）或者移动构造函数
，（事实上仅限右值可以传进来了）。然后 std::swap 负责把原先的资源和source 进行交换，完成了移动赋值。这样写节省了很多代码，很优雅。

move-and-swap 和 copy-and-swap 见我另外一篇博客。

参考

以下两篇是我查阅资料的时候在 stackoverflow 上发现觉得写得非常到位的：

• https://stackoverflow.com/questions/3106110/what-are-move-semantics/3109981#3109981

• 文中 unique_ptr的实现参考 https://stackoverflow.com/questions/3106110/what-are-move-semantics/11540204#11540204