C++学习笔记----8、掌握类与对象(一)---- 对象中的动态内存分配(5)
2.4.2、c++23 decay copy
如果有一个对象x,“auto y{x}”生成一个x的拷贝并且给它一个名字y;这样,它是一个左值。
c++23引入了auto(x)或者auto{x}的语法来生成一个对象x的拷贝作为右值,而不是左值。
作为一个例子,假定前面介绍的handleMessage(string&&)函数只有右值引用,而没有左值引用重载。你应该清楚在这种情况下下面的代码是不灵的:
string value { "Hello " };
handleMessage(value); // Error
可以使用std::move(),如下:
handleMessage(std::move(value));
但是,这个操作之后,就不能再使用value对象了,因为它可能已经被移走了。
使用C++23 decay-copy语法,可以写成:
handleMessage(auto { value });
这使得value对象的临时拷贝作为一个右值并且将这个右值传递给handleMessage()。如果handleMessage()从该拷贝移走,原来的对象value保持原状不受影响。
2.4.3、实现move语法
move语法使用右值引用来实现。给一个类增加Move语法,需要实现move构造函数和move赋值操作符。move构造函数与Move赋值操作符应该标记为noexcept告诉编译器它们不会抛出例外。这对于标准库的兼容性特别重要,作为完全兼容的实现,例如,标准库容器如果只移动保存的对象,实现move语法的话,它们也保证不会抛出例外。这么做是为了能够提供强大的例外安全。
下面是带有move构造函数与Movem赋值操作符的Spreadsheet类的定义。两个辅助成员函数也进行了介绍:cleanup(),在析构函数与Movem赋值操作符中使用,以及moveFrom(),它从源移动数据成员到目标,然后重置源对象。
export class Spreadsheet
{
public:Spreadsheet(Spreadsheet&& src) noexcept; // Move constructorSpreadsheet& operator=(Spreadsheet&& rhs) noexcept; // Move assignment// Remaining code omitted for brevity
private:void cleanup() noexcept;void moveFrom(Spreadsheet& src) noexcept;// Remaining code omitted for brevity
};
实现如下:
void Spreadsheet::cleanup() noexcept
{for (size_t i{ 0 }; i < m_width; ++i) {delete[] m_cells[i];}delete[] m_cells;m_cells = nullptr;m_width = m_height = 0;
}void Spreadsheet::moveFrom(Spreadsheet& src) noexcept
{// Shallow copy of datam_width = src.m_width;m_height = src.m_height;m_cells = src.m_cells;// Reset the source object, because ownership has been moved!src.m_width = 0;src.m_height = 0;src.m_cells = nullptr;
}// Move constructor
Spreadsheet::Spreadsheet(Spreadsheet&& src) noexcept
{println("Move constructor");moveFrom(src);
}// Move assignment operator
Spreadsheet& Spreadsheet::operator=(Spreadsheet&& rhs) noexcept
{println("Move assignment operator");// check for self-assignmentif (this == &rhs) {return *this;}// Free the old memory and move ownershipcleanup();moveFrom(rhs);return *this;
}
move构造函数与move赋值操作符移动m_cells的内存属主从源对象到一个新的对象。重置源对象的m_cells指针为null指针并且 设置源对象的m_width和m_height为0以你看期间源对象的析构函数释放内存,因为新的对象现在已成为其属主。
很明显,Move语法只有在你知道源对象不再需要时才有用。
注意这个实现里包含了一个在Move赋值操作符中的自我赋值的检测。依赖于你的类并且依赖于你怎么将类的一个实例移动到另一个实例,该自我检测可能并不问题需要。然而,你还是应该包含它,就像我们的c++核心指导推荐中所说的那样,要保证如下代码不会在运行时产生崩溃:
sheet1 = std::move(sheet1);
move构造函数与move赋值操作符可以显式删除或缺省,与拷贝构造函数和拷贝赋值操作符一样。
编译器在并且只有在类没有用户声明的拷贝构造函数,拷贝赋值操作符,move赋值操作符,或者析构函数的情况下才会自动为类生成一个缺省的move构造函数。在且只有在类没有用户声明的拷贝构造函数,move构造函数,拷贝赋值操作符,或者析构函数的情况下才会为类生成一个缺省的move赋值操作符。
警告:当你声明一个或多个特殊成员函数(析构函数,拷贝构造函数,move构造函数,拷贝赋值操作符,以及move赋值操作符)时,推荐全部声明这些函数,这被叫做五规则。或者提供显式地实现,或者显式地缺省(=default)或删除(=delete)。
2.4.4、使用std::exchange
可以使用<utility>中定义的std::exchange,来用一个新值替换并且返回旧值,示例如下:
import std;using namespace std;int main()
{int a{ 11 };int b{ 22 };println("Before exchange(): a = {}, b = {}", a, b);int returnedValue{ exchange(a, b) };println("After exchange(): a = {}, b = {}", a, b);println("exchange() returned: {}", returnedValue);
}
输出如下:
Before exchange(): a = 11, b = 22
After exchange(): a = 22, b = 22
exchange() returned: 11
exchange()函数在实现move赋值操作符时很有用。move赋值操作符需要将数据从源对象移到目标对象,这之后在源对象中的数据通常会被置成Null。前面是通过下面的代码来实现的:
void Spreadsheet::moveFrom(Spreadsheet& src) noexcept
{// Shallow copy of datam_width = src.m_width;m_height = src.m_height;m_cells = src.m_cells;// Reset the source object, because ownership has been moved!src.m_width = 0;src.m_height = 0;src.m_cells = nullptr;
}
该成员函数从源对象拷贝m_width,m_height,和m_cells数据成员,然后将其设置成0或者nullptr,因为属主发生了转移。使用exchange()可以将代码写得更紧凑,如下:
void Spreadsheet::moveFrom(Spreadsheet& src) noexcept
{m_width = exchange(src.m_width, 0);m_height = exchange(src.m_height, 0);m_cells = exchange(src.m_cells, nullptr);
}