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這篇文章主要講解了“C++模板編程特性之移動語義實例分析”,文中的講解內(nèi)容簡單清晰,易于學習與理解,下面請大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來研究和學習“C++模板編程特性之移動語義實例分析”吧!
我們知道,每個變量都有類型,或整形或字符型等來進行了分類,不僅如此,C++表達式(帶有操作數(shù)的操作符、字面量、變量名等)在類型的屬性上,還有一種屬性,即值類別(value category)。且每個表達式只屬于三種基本值尖別中的一種:左值(lvalue),右值(rvalue),將亡值(xvalue),每個值類別都與某種引用類型對應。
其中,左值和將亡值成為泛左值(generalized value,gvalue),純右值和將亡值合稱為右值(right value,rvalue)。
一般我們講,左值就是可以取地址的,具有名字的,比如 int a; a是變量的名字,&a是變量的地址,a就是左值。那么右值呢,自然就是不可以取地址的,比如int b=10; 而這個10就是一個右值,在內(nèi)存中不會分配有地址,自然也不能取地址。
將亡值,則是指在調(diào)用某個函數(shù)退出返回時,如果函數(shù)有返回值,那么就會有將亡值的存在,為什么稱之為將亡值,就是說這個值在函數(shù)作用域創(chuàng)建,但由于函數(shù)返回結束,局部變量都會銷毀,故會產(chǎn)生一個將亡值來接收這個值,完成賦值的任務。
從上圖也可以看出,將亡值既可能轉(zhuǎn)為左值,也可能成為右值,那么關鍵就在于要看是否具有名字了。
下面看這樣一段程序:
#include<iostream> #include<type_traits> using namespace std; class MyString { private: char* str; // heap; public: MyString(const char* p = nullptr) :str(nullptr) { if (p != nullptr) { int n = strlen(p) + 1; str = new char[n]; strcpy_s(str, n, p); } cout << "Create MyString: " << this << endl; } MyString(const MyString& st) { if(st.str!=NULL) str = st.str; cout << "Copy Create MyString: " << this << endl; } MyString& operator=(const MyString& st) { if (st.str != NULL) str = st.str; cout << this << " operator=(const MyString &): " << &st << endl; return *this; } ~MyString() { delete[]str; str = nullptr; cout << "Destroy MyString : " << this << endl; } void PrintString() const { if (str != nullptr) { cout << str << endl; } } }; int main() { MyString *a=new MyString("lisa"); MyString *b = a; delete b; a->PrintString(); return 0; }
MyString類型成員有指針變量,且采用淺拷貝方式。當程序運行時,可以看到,兩個指針指向了同一個地址,此時,若釋放了b指針,再以a指針訪問指針成員,就會出現(xiàn)問題。
還有,當函數(shù)以值類型返回,構造臨時對象,若有指針變量,且采用淺拷貝,就會出現(xiàn)多次析構的問題,導致程序崩潰。
當我們將程序都改為深拷貝時,深拷貝又會導致,程序多次騷擾對空間,此時就提出了move語義。
std::move
std::move其實并沒有移動任何東西,它唯一的功能是將一個左值強制轉(zhuǎn)化為右值引用,繼而可以通過右值引用使用該值,以用于移動語義。從實現(xiàn)上講,move基本等同于一個類型轉(zhuǎn)換。
值得注意的是,通過move轉(zhuǎn)化成右值后,被轉(zhuǎn)化的左值的生命周期并沒有隨著左右值的轉(zhuǎn)化而改變。但通常情況下,我們需要轉(zhuǎn)換成右值引用的還是一個確定生命期即將結束的對象。
在c++11中增加了右值引用的概念,即對右值的引用,通過右值引用,可以延長右值的生命期。我們都知道左值引用是變量值的別名,那么右值引用則是不具名變量的別名。
右值引用是不能綁定到任何左值的,但有個例外,常量左值是一個萬能引用,可以引用任何值,包括右值引用。
class MyString { private: char* str; // heap; public: MyString(const char* p = nullptr) :str(nullptr) { if (p != nullptr) { int n = strlen(p) + 1; str = new char[n]; strcpy_s(str, n, p); } cout << "Create MyString: " << this << endl; } MyString(const MyString& st) { if (st.str != nullptr) { int n = strlen(st.str) + 1; str = new char[n]; strcpy_s(str, n, st.str); } cout << "Copy Create MyString: " << this << endl; } MyString& operator=(const MyString& st) { if (this != &st && str != st.str) { delete[]str; if (st.str != nullptr) { int n = strlen(st.str) + 1; str = new char[n]; strcpy_s(str, n, st.str); } } cout << this << " operator=(const MyString &): " << &st << endl; return *this; } MyString(MyString&& st) { str = st.str; st.str = nullptr; cout << "Move Copy Create MyString" << this << endl; } MyString& operator=(MyString&& st) { if (this == &st) return *this; if (this->str == st.str) { st.str = nullptr; return *this; } delete[]str; str = st.str; st.str = nullptr; cout << "Move operator=(MyString &&)" << endl; return *this; } ~MyString() { delete[]str; str = nullptr; cout << "Destroy MyString : " << this << endl; } void PrintString() const { if (str != nullptr) { cout << str << endl; } } }; int main() { const MyString stra("hello"); MyString strb; strb = std::move(stra);//調(diào)用普通的賦值方法 strb.PrintString(); return 0; }
這里的move還是調(diào)用普通的賦值函數(shù),并未做到真正的資源轉(zhuǎn)移,但是若寫成如下結構:
int main() { const MyString stra("hello"); MyString strb; //strb = std::move(stra);//調(diào)用普通的賦值方法 strb = (MyString&&)stra; strb.PrintString(); return 0; }
通過右值引用,可以延長右值的生命期。從而,有了右值引用出現(xiàn),這個時候配合移動構造與移動賦值,就可以完成資源轉(zhuǎn)移了。
然后,我們再看一個例子:
MyString& fun() { MyString st=("newdata"); return st;//xvalue } int main() { MyString("zhangsan").PrintString(); const MyString& a = fun(); a.PrintString(); MyString& b = fun(); b.PrintString(); return 0; }
在程序運行時,會發(fā)現(xiàn)程序崩潰了,原因是:
函數(shù)中返回局部對象的引用,因為函數(shù)調(diào)用結束會銷毀局部對象,而引用則就成為了非法的訪問。因為不要在函數(shù)中返回局部對象的引用。
若我們將fun()函數(shù)的返回改為右值引用呢?
MyString&& fun() { return MyString("newdata"); } int main() { MyString("zhangsan").PrintString(); const MyString& a = fun();//x a.PrintString(); //MyString& b = fun(); //b.PrintString(); MyString&& c = fun();//x c.PrintString(); MyString&& d = c;//error return 0; }
將亡值回去的時候,就得看看有沒有具名,一旦具名就是左值了,否則是右值
可以發(fā)現(xiàn),右值引用是不具名的,但是右值引用本身卻是個左值,經(jīng)過右值引用b接收后,就已經(jīng)變成了左值,具有了名字。
感謝各位的閱讀,以上就是“C++模板編程特性之移動語義實例分析”的內(nèi)容了,經(jīng)過本文的學習后,相信大家對C++模板編程特性之移動語義實例分析這一問題有了更深刻的體會,具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云,小編將為大家推送更多相關知識點的文章,歡迎關注!
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