地图的移动构造函数

Question

我想我确实理解移动语义的“基本想法”，但是现在当我处于实现自己的地图的阶段时，当我要编写一个用例并逐步完成移动时，我停下来开始思考它地图的作者。如果我错了，请纠正我，但我确实理解移动语义的整个业务是如何工作的，它们应该有助于避免不必要的复制？正确的？现在，以地图为例，出于本示例的目的，假设我的地图建模为：

class Map
{
Link* impl_;//THIS IS A POINTER TO A LINK WHICH HAS A parent, left and right (of Link type)
Map(Map&& tmp);//move ctor
//unnecessary code ommited
};

这里是障碍： 当我试图为我的地图考虑移动向量时，我看不到一种避免为所有需要创建的链接分配新空间的方法，然后将它们的指针与 tmp Map 对象中的指针交换（作为 arg 传递）给我的搬迁演员）。
所以无论如何我都必须分配空间，不是吗？

Answer 1

可以使用旧的 C++（而不是 0x）实现移动语义，但它必须显式地完成并且更加棘手。

class X
{
// set access specifiers as required
   struct data
   {
      // all the members go here, just plain easy-to-copy members
   } m;

   data move()
   {
      data copy(m);
      m.reset(); // sets everything back to null state
      return m;
   }

   explicit X( const data& d ) : m(d)
   {
   }
  // other members including constructors
};

X::data func() // creates and returns an X
{
  X x; // construct whatever with what you want in it
  return x.move();
}

int main()
{
   X x(func());
   // do stuff with x
}

上面的 X 可以被设置为不可复制和不可分配，数据可以在堆上创建项目，并且 X 的析构函数负责清理。当 move() 函数重置数据时，分离的 X 将没有任何东西需要清理，因为所有权已经转移。

一般来说，数据结构在 X 中应该是公共的，但它的所有成员都应该是私有的，并且 X 是朋友。因此，用户不会直接访问其中的任何内容。

请注意，如果您在 X 上调用 move() 而不将其附加到另一个 X，则可能会“泄漏”，因此如果您仅在上面调用 func() 则会泄漏。您还应该注意数据中的 X 构造函数是否抛出异常（不会调用其析构函数，因此不会自动进行清理）。如果数据的复制构造函数本身引发了你的麻烦，那你的麻烦就更大了。
一般来说，这些都不会发生，因为数据包含轻量对象（指针和数字）而不是重对象。

Answer 2

您所要做的就是重新分配 Link 指针，因为所有其他 Link 指针都附加到它，它们现在将成为新 Map 的一部分。

Map(Map&& tmp) :impl_(tmp.impl_) { tmp.impl_ = nullptr; }

这是假设没有其他数据成员的情况。

Answer 3

总共需要五个操作：经典的“三巨头”（复制构造函数、复制赋值运算符、析构函数）和两个新的移动操作（移动构造函数、移动赋值运算符）：

// destructor
~Map();

// copy constructor
Map(const Map& that);

// move constructor
Map(Map&& that)
{
    impl_ = that.impl_;
    that.impl_ = 0;
}

// copy assignment operator
Map& operator=(const Map& that);

// move assignment operator
Map& operator=(Map&& that)
{
    using std::swap;
    swap(impl_, that.impl_);
    return *this;
}

移动赋值运算符背后的基本思想是如果执行交换后不再次检查 map2，则 swap(map1, map2) 与 map1 = map2 具有相同的可观察到的副作用。 回想一下，右值要么是右值，要么是x值。根据定义，客户端不能检查由纯右值指定的对象两次，因为评估纯右值总是导致创建新对象。观察此技巧的唯一方法是从 xvalue 移动，例如 std::move(map_variable)，但 明显 map_variable > 可能会被修改。

如果您希望即使在复制时也能进行异常安全赋值，则可以将复制赋值运算符（采用 const Map&）和移动赋值运算符（采用 Map&）结合起来。 &) 到广义赋值运算符（采用 Map）。那么总共只需要四次操作：

// exception safe copy/move assignment operator
Map& operator=(Map that)
{
    using std::swap;
    swap(impl_, that.impl_);
    return *this;
}

请注意，赋值运算符的这种变体按值获取其参数。如果参数是左值，则复制构造函数将初始化该值，如果参数是右值，则移动构造函数将完成该工作。 （另请注意，如果您已经提供了移动操作，则专门化 std::swap 不太可能带来进一步显着的性能提升。）

Answer 4

除了不重新发明现有容器的标准免责声明之外，简单地分配根节点指针而不进行任何分配还不够吗？