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C++11中std::move、std::forward、左右值引用、移动构造函数的测试

开发技术 开发技术 2周前 (09-07) 18次浏览

关于C++11新特性之std::move、std::forward、左右值引用网上资料已经很多了,我主要针对测试性能做一个测试,梳理一下这些逻辑,首先,左值比较熟悉,右值就是临时变量,意味着使用一次就不会再被使用了。针对这两种值引入了左值引用和右值引用,以及引用折叠的概念。

1.右值引用的举例测试

#include <iostream>
using namespace std;
​
//创建一个测试类
class A
{
public:
    A() : m_a(55)
    {
    }
​
    int m_a;
};
​
void funcA(A&& param) // 右值引用参数,只接受右值
{
    cout << param.m_a << endl; // param与a的地址一致,仅仅只是取了一个新名字
}
​
int main()
{
    A a;
    funcA(move(a)); //必须将其转换为右值
    cout << a.m_a << endl; //正常打印,所以std::move并没有移动的能力
    return 0;
}

2.左值和右值引用的举例测试,以及引出万能引用

构造一组重载函数,分别接受右值,和左值的参数,还有c++onst A&的参数重载函数。

void funcA(const A& param)//既可以接受右值引用,也可以接受左值引用,但是有一个隐式转换const A&
void funcA(A& param)// 接受左值引用 
void funcA(A&& param) // 接受右值引用

const A& param既可以接受右值引用,也可以接受左值引用,但是存在一个隐式转换,const使用受限制。

#include <iostream>
using namespace std;
​
//创建一个测试类
class A
{
public:
    A() : m_a(55) // 构造函数
    {
        cout << "Constructor" << endl;
    }
    A(const A & other) : m_a(55) // copy构造函数
    {
        cout << "Copy Constructor" << endl;
        if (this == &other)
        {
            return;
        }
        this->m_a = other.m_a;
    }
    A& operator=(const A& other) // 赋值构造函数
    {
        cout << "= Constructor" << endl;
        if (this == &other)
        {
            return *this;
        }
        this->m_a = other.m_a;
        return *this;
    }
    int m_a;
};
void test(A&& pa) //测试是否为右值
{
    cout << "只接受右值" << endl;
}
void funcA(const A& param) // 既可以接受右值引用,也可以接受左值引用,但是有一个隐式转换const A&
{
    //test(param);  //编译不过,param可以接受右值,但是param被转换为const左值
    //test(std::forward<A>(param));  //编译不过,param可以接受右值,但是param被转换为const左值
    cout << param.m_a << endl; 
}
void funcA(A& param) // 接受左值引用 
{
    //test(param);  //编译不过,param可以接受右值,但是param被转换为左值
    test(std::forward<A>(param));  //编译通过,通过forward转发
    cout << param.m_a << endl;
}
void funcA(A&& param) // 接受右值引用
{
    //test(param);  //编译不过,param被转换为左值
    test(std::forward<A>(param));  //编译通过,通过forward转发
    cout << param.m_a << endl;
}
​
int main()
{
    A a;
    const A& b = a;
    funcA(a);
    funcA(move(a));
    funcA(b);
    cout << a.m_a << endl; //正常打印,所以std::move并没有移动的能力
    return 0;
}

对此C++11引入了万能引用的概念,使得不需要那么多的重载函数,既可以接受右值引用,也可以接受左值引用。但是函数内部,再需要调用一个左值或者右值的函数时,我们就得需要forward模版类。

#include <iostream>
using namespace std;
​
//创建一个测试类
class A
{
public:
    A() : m_a(new int(55)) // 构造函数
    {
        cout << "Constructor" << endl;
    }
    A(const A & other) : m_a(new int(55)) // copy构造函数
    {
        cout << "Copy Constructor" << endl;
        if (this == &other)
            return;
        this->m_a = other.m_a;
    }
    A& operator=(const A& other) // 赋值构造函数
    {
        cout << "= Constructor" << endl;
        if (this == &other)
            return *this;
​
        this->m_a = other.m_a;
        return *this;
    }
    int* m_a;
};
void test(A&& pa) //测试是否为右值
{
    cout << "只接受右值" << endl;
}
void test(A& pa) //测试是否为左值
{
    cout << "只接受左值" << endl;
}
​
template<class T>
void funcA(T&& param)
{
    test(std::forward<T>(param));  //编译通过,通过forward完美转发
    cout << *param.m_a << endl;
}
​
int main()
{
    A a;
    funcA(a);
    funcA(move(a));
    cout << *a.m_a << endl; //正常打印,所以std::move并没有移动的能力
    return 0;
}

3.移动构造函数的引出

以上的所有特性,所能体现出来的是我们对于临时变量的使用,尽可能的使用中间生成的临时变量,提高性能,所谓的榨取最后的性能。移动构造函数注意的两点

1.调用移动构造函数时参数(被移动者)必须是右值。

2.调用移动构造函数后被移动者就不能再被使用。

#include <iostream>
using namespace std;
​
//创建一个测试类
class A
{
public:
    A() : m_a(new int(55)) // 构造函数
    {
        cout << "Constructor" << endl;
    }
    A(const A & other) : m_a(new int(55)) // copy构造函数
    {
        cout << "Copy Constructor" << endl;
        if (this == &other)
        {
            return;
        }
        this->m_a = other.m_a;
    }
    A& operator=(const A& other) // 赋值构造函数
    {
        cout << "= Constructor" << endl;
        if (this == &other)
        {
            return *this;
        }
        this->m_a = other.m_a;
        return *this;
    }
​
    A(A&& other) : m_a(other.m_a) // 移动构造函数,参数是一个右值,
    {
        cout << "Move Constructor" << endl;
        if (this == &other)
        {
            return;
        }
        other.m_a = nullptr; //移动后将被移动的对象数据清空
    }
​
    int* m_a;
};
void test(A&& pa) //测试是否为右值
{
    cout << "只接受右值" << endl;
}
void test(A& pa) //测试是否为左值
{
    cout << "只接受左值" << endl;
}
​
template<class T>
void funcA(T&& param)
{
    test(std::forward<T>(param));  //编译通过,通过forward完美转发
    cout << *param.m_a << endl;
}
​
int main()
{
    A a;
    funcA(a);
    funcA(move(a));
    A b(move(a)); //调用移动构造函数,新的对象是b对象
    cout << *a.m_a << endl; //数据已被移动,程序崩溃
    return 0;
}

移动构造函数一定程度上较少了临时内存的申请,减少不必要的拷贝,节省了空间和时间。以上特性在使用中还有很多需要注意的地方,如果我遇到了会及时的添加到这里,分享给大家,一起加油。


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