当向量增长时如何强制移动语义？

Question

我有一个特定类 A 的对象的 std::vector 。该类非常重要，并且定义了复制构造函数和移动构造函数。

std::vector<A>  myvec;

如果我用 A 对象填充向量（例如使用 myvec.push_back(a)），则使用复制构造函数 A，向量的大小将会增加( const A&) 实例化向量中元素的新副本。

我可以以某种方式强制使用类 A 的移动构造函数吗？

Answer 1

您需要使用 noexcept 通知 C++（特别是 std::vector）您的移动构造函数和析构函数不会抛出异常。然后当向量增长时将调用移动构造函数。

这是声明和实现 std::vector 所遵循的移动构造函数的方法：

A(A && rhs) noexcept { 
  std::cout << "i am the move constr" <<std::endl;
  ... some code doing the move ...  
  m_value=std::move(rhs.m_value) ; // etc...
}

如果构造函数不是 noexcept，则 std::vector > 不能使用它，因为这样就不能确保标准所要求的异常保证。

有关标准中所述内容的更多信息，请阅读
C++ Move 语义和异常

感谢 Bo，他暗示这可能与异常有关。另请考虑 Kerrek SB 的建议，并尽可能使用 emplace_back。它可以更快（但通常不是），它可以更清晰、更紧凑，但也存在一些陷阱（特别是对于非显式构造函数）。

编辑，通常默认就是您想要的：移动所有可以移动的内容，复制其余的。要明确要求，请写

A(A && rhs) = default;

Doing that, you will get no except if possible: 默认的 Move 构造函数是否定义为 noexcept？

请注意，Visual Studio 2015 及更早版本的早期版本不支持这一点，尽管它支持移动语义。

Answer 2

有趣的是，如果移动构造函数和析构函数都是 noexcept，则 gcc 4.7.2 的向量仅使用移动构造函数。一个简单的例子：

struct foo {
    foo() {}
    foo( const foo & ) noexcept { std::cout << "copy\n"; }
    foo( foo && ) noexcept { std::cout << "move\n"; }
    ~foo() noexcept {}
};

int main() {
    std::vector< foo > v;
    for ( int i = 0; i < 3; ++i ) v.emplace_back();
}

这输出了预期的结果：

move
move
move

但是，当我从 ~foo() 中删除 noexcept 时，结果不同：

copy
copy
copy

我想这也回答了 这个问题。

Answer 3

看来，强制 std::vector 在重新分配时使用移动语义的唯一方法（对于 C++17 及早期版本）是删除复制构造函数:)。通过这种方式，它将在编译时使用您的移动构造函数或尝试失败:)。

有许多规则规定 std::vector 不得在重新分配时使用移动构造函数，但没有规定在何处必须使用它。

template<class T>
class move_only : public T{
public:
   move_only(){}
   move_only(const move_only&) = delete;
   move_only(move_only&&) noexcept {};
   ~move_only() noexcept {};

   using T::T;   
};

直播

或

template<class T>
struct move_only{
   T value;

   template<class Arg, class ...Args, typename = std::enable_if_t<
            !std::is_same_v<move_only<T>&&, Arg >
            && !std::is_same_v<const move_only<T>&, Arg >
    >>
   move_only(Arg&& arg, Args&&... args)
      :value(std::forward<Arg>(arg), std::forward<Args>(args)...)
   {}

   move_only(){}
   move_only(const move_only&) = delete;   
   move_only(move_only&& other) noexcept : value(std::move(other.value)) {};    
   ~move_only() noexcept {};   
};

实时代码

您的 T类必须具有 noexcept 移动构造函数/赋值运算符和 noexcept 析构函数。否则你会得到编译错误。

std::vector<move_only<MyClass>> vec;