移动构造函数

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T 的移动构造函数是非模板构造函数,其首参数是 T&&const T&&volatile T&&const volatile T&& ,且无其他参数,或剩余参数均有默认值。

目录

[编辑] 语法

class_name ( class_name && ) (1) (C++11 起)
class_name ( class_name && ) = default; (2) (C++11 起)
class_name ( class_name && ) = delete; (3) (C++11 起)

[编辑] 解释

  1. 移动构造函数的典型声明。
  2. 强制编译器生成移动构造函数。
  3. 避免隐式移动构造函数。

凡在为重载决议所选择时,移动构造函数得到调用,这典型地发生于从同类型的右值(亡值或纯右值) (C++17 前)亡值 (C++17 起)初始化(以直接初始化复制初始化)对象时,包含

  • 初始化: T a = std::move(b);T a(std::move(b)); ,其中 b 有类型 T
  • 函数参数传递: f(std::move(a)); ,其中 a 有类型 TfRet f(T t)
  • 函数返回:在如 T f() 的函数中的 return a; ,其中 a 有类型 T ,它有移动构造函数。

典型的移动构造函数“窃取”参数曾所保有的资源(例如指向动态分配对象的指针、文件描述符、 TCP 接头、 I/O 流、运行的线程等),而非复制它们,并令参数在某个合法但不确定的状态。例如,从 std::string 或从 std::vector 移动可以导致参数被置为空。然而不应依赖此行为。对于某些类型,例如 std::unique_ptr ,移动来源的状态是完全指定的。

[编辑] 隐式声明的移动构造函数

若不对类类型( structclassunion )提供用户定义的移动构造函数,且下列所有为真:

  • 隐式声明的移动构造函数不因详述于下一节的条件而定义为被删除
(C++14 前)

则编译器将声明移动构造函数为其类的非 explicitinline public 成员,带签名 T::T(T&&)

类能拥有多个移动构造函数,例如 T::T(const T&&)T::T(T&&) 。若存在用户定义的移动构造函数,则用户仍可用关键词 default 强制编译器生成隐式声明的移动构造函数。

隐式声明(或在其首声明设为默认)的移动构造函数拥有描述于动态异常规定 (C++17 前)异常规定 (C++17 起)的异常规定。

[编辑] 被删除的隐式声明的移动构造函数

若下列任何为真,则定义类 T 的隐式声明或设为默认的移动构造函数为被删除

  • T 有不能移动(有被删除、不可访问或有歧义的移动构造函数)的非静态数据成员;
  • T 有不能移动(有被删除、不可访问或有歧义的移动构造函数)的直接或虚基类;
  • T 有直接或虚基类,带被删除或不可访问的析构函数;
  • T 是类联合类,且拥有带非平凡移动构造函数的变体成员;
  • T 有数据成员或直接或虚基类,它不可平凡复制且无移动构造函数。
(C++14 前)

被删除的隐式声明的移动构造函数为重载决议所忽略(否则它会阻止从右值复制构造)。

(C++14 起)

[编辑] 平凡移动构造函数

若下列所有为真,则类 T 移动构造函数为平凡:

  • 它不是用户提供的(表示是隐式定义或设为默认的);
  • T 无虚成员函数;
  • T 无虚基类;
  • T 每个直接基类选择的移动构造函数为平凡;
  • T 的每个类类型(或类类型数组)非静态成员选择的移动构造函数为平凡;
  • Tvolatile 限定类型的非静态数据成员。
(C++14 起)

平凡移动构造函数是进行与平凡复制构造函数相同动作的构造函数,即它进行如同用 std::memmove 的对象表示复制。所有与 C 兼容的数据类型( POD 类型)是可平凡移动的。

[编辑] 隐式定义的移动构造函数

若隐式声明的移动构造函数既非被删除亦非平凡,则若被odr 使用,则它为编译器所定义(生成并编译函数体)。对于 union 类型,隐式定义的移动构造函数复制对象表示(如用 std::memmove )。对于非联合类类型( classstruct ),移动构造函数用以亡值参数执行的直接初始化,以其初始化顺序,进行基类和非静态成员的逐对象成员复制。

[编辑] 注意

为令强异常保证可行,用户定义的移动构造函数不应抛异常。例如, std::vector 在需要重新放置元素时,依赖 std::move_if_noexcept 在移动和复制间选择。

若一同提供复制和移动构造函数,则若参数是右值(如无名临时量的纯右值或如 std::move 结果的亡值),则重载决议选择移动构造函数,而若参数是左值(具名对象或返回左值引用的函数/运算符),则重载决议选择复制构造函数。若只提供复制构造函数,则所有参数类别都选择它(只要它接收到 const 的引用,因为右值能绑定到 const 引用,这使得在移动不可用时,复制为移动的备选。

许多情况下,移动赋值构造函数会被优化掉,即使它们会生成可观测副效应,见复制消除

当接收右值引用为参数时,构造函数被称作‘移动构造函数’。它没有义务移动任何内容,不要求类拥有要被移动的资源,可允许‘移动构造函数’可能无法移动资源(尽管可能无意义)的情况是参数为 const 右值引用 (const T&&) 。

[编辑] 示例

#include <string>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <utility>
 
struct A
{
    std::string s;
    A() : s("test") { }
    A(const A& o) : s(o.s) { std::cout << "move failed!\n"; }
    A(A&& o) noexcept : s(std::move(o.s)) { }
};
 
A f(A a)
{
    return a;
}
 
struct B : A
{
    std::string s2;
    int n;
    // 隐式移动构造函数 B::(B&&)
    // 调用 A 的移动构造函数
    // 调用 s2 的移动构造函数并进行 n 的逐位复制
};
 
struct C : B
{
    ~C() { } // 析构函数阻止隐式移动构造函数 C::(C&&)
};
 
struct D : B
{
    D() { }
    ~D() { }          // 析构函数会禁止隐式的移动构造函数 D::(D&&)
    D(D&&) = default; // 无论如何强制生成移动构造函数
};
 
int main()
{
    std::cout << "Trying to move A\n";
    A a1 = f(A()); // 从右值临时量移动构造
    A a2 = std::move(a1); // 从亡值移动构造
 
    std::cout << "Trying to move B\n";
    B b1;
    std::cout << "Before move, b1.s = " << std::quoted(b1.s) << "\n";
    B b2 = std::move(b1); // calls implicit move constructor
    std::cout << "After move, b1.s = " << std::quoted(b1.s) << "\n";
 
    std::cout << "Trying to move C\n";
    C c1;
    C c2 = std::move(c1); // 调用复制构造函数
 
    std::cout << "Trying to move D\n";
    D d1;
    D d2 = std::move(d1);
}

输出:

Trying to move A
Trying to move B
Before move, b1.s = "test"
After move, b1.s = ""
Trying to move C
move failed!
Trying to move D