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C++11 move()函数:将左值强制转换为右值

通过学习 《C++11移动构造函数》一节我们知道,C++11 标准中借助右值引用可以为指定类添加移动构造函数,这样当使用该类的右值对象(可以理解为临时对象)初始化同类对象时,编译器会优先选择移动构造函数。

注意,移动构造函数的调用时机是:用同类的右值对象初始化新对象。那么,用当前类的左值对象(有名称,能获取其存储地址的实例对象)初始化同类对象时,是否就无法调用移动构造函数了呢?当然不是,C++11 标准中已经给出了解决方案,即调用 move() 函数。

move 本意为 "移动",但该函数并不能移动任何数据,它的功能很简单,就是将某个左值强制转化为右值。

基于 move() 函数特殊的功能,其常用于实现移动语义。

move() 函数的用法也很简单,其语法格式如下:

move( arg )

其中,arg 表示指定的左值对象。该函数会返回 arg 对象的右值形式。

【例 1】move() 函数的基础应用。
#include <iostream>
using namespace std;

class movedemo{
public:
    movedemo():num(new int(0)){
        cout<<"construct!"<<endl;
    }
    //拷贝构造函数
    movedemo(const movedemo &d):num(new int(*d.num)){
        cout<<"copy construct!"<<endl;
    }
    //移动构造函数
    movedemo(movedemo &&d):num(d.num){
        d.num = NULL;
        cout<<"move construct!"<<endl;
    }
public:     //这里应该是 private,使用 public 是为了更方便说明问题
    int *num;
};

int main(){
    movedemo demo;
    cout << "demo2:\n";
    movedemo demo2 = demo;
    //cout << *demo2.num << endl;   //可以执行
    cout << "demo3:\n";
    movedemo demo3 = std::move(demo);
    //此时 demo.num = NULL,因此下面代码会报运行时错误
    //cout << *demo.num << endl;
    return 0;
}
程序执行结果为:

construct!
demo2:
copy construct!
demo3:
move construct!

通过观察程序的输出结果,以及对比 demo2 和 demo3 初始化操作不难得知,demo 对象作为左值,直接用于初始化 demo2 对象,其底层调用的是拷贝构造函数;而通过调用 move() 函数可以得到 demo 对象的右值形式,用其初始化 demo3 对象,编译器会优先调用移动构造函数。

注意,调用拷贝构造函数,并不影响 demo 对象,但如果调用移动构造函数,由于函数内部会重置 demo.num 指针的指向为 NULL,所以程序中第 30 行代码会导致程序运行时发生错误。


【例 2】灵活使用 move() 函数。
#include <iostream>
using namespace std;

class first {
public:
    first() :num(new int(0)) {
        cout << "construct!" << endl;
    }
    //移动构造函数
    first(first &&d) :num(d.num) {
        d.num = NULL;
        cout << "first move construct!" << endl;
    }
public:    //这里应该是 private,使用 public 是为了更方便说明问题
    int *num;
};

class second {
public:
    second() :fir() {}
    //用 first 类的移动构造函数初始化 fir
    second(second && sec) :fir(move(sec.fir)) {
        cout << "second move construct" << endl;
    }
public:    //这里也应该是 private,使用 public 是为了更方便说明问题
    first fir;
};

int main() {
    second oth;
    second oth2 = move(oth);
    //cout << *oth.fir.num << endl;   //程序报运行时错误
    return 0;
}
程序执行结果为:

construct!
first move construct!
second move construct

程序中分别构建了 first 和 second 这 2 个类,其中 second 类中包含一个 first 类对象。如果读者仔细观察不难发现,程序中使用了 2 此 move() 函数:
  • 程序第 31 行:由于 oth 为左值,如果想调用移动构造函数为 oth2 初始化,需先利用 move() 函数生成一个 oth 的右值版本;
  • 程序第 22 行:oth 对象内部还包含一个 first 类对象,对于 oth.fir 来说,其也是一个左值,所以在初始化 oth.fir 时,还需要再调用一次 move() 函数。

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