提供正确的移动语义

Question

我目前正在尝试弄清楚如何使用包含指向已分配内存的指针的对象正确执行移动语义。我有一个大数据结构，其中包含指向实际存储的内部原始指针（出于效率原因）。现在我添加了一个移动构造函数和移动operator=()。在这些方法中，我将 std::move() 指针指向新结构。但是我不确定如何处理其他结构中的指针。

这是我正在做的一个简单的例子：

class big_and_complicated {
   // lots of complicated code
};

class structure {
public:
   structure() :
      m_data( new big_and_complicated() )
   {}

   structure( structure && rhs ) :
      m_data( std::move( rhs.m_data ) )
   {
      // Maybe do something to rhs here?
   }

   ~structure()
   {
      delete m_data;
   }

private:
   big_and_complicated * m_data;
}

int main() {
  structure s1;
  structure s2( std::move( s1 ) );
  return 0;
}

现在据我所知，在 std::move( s1 ) 到 s2 之后，唯一安全的事情是在 s1 上调用它的构造函数。然而，据我所知，这将导致删除析构函数中 s1 中包含的指针，使 s2 也无用。所以我猜想在 std::move() 指针时我必须做一些事情来使析构函数安全。据我所知，这里最安全的做法是在移动的对象中将其设置为 0 ，因为这会将 delete 稍后变成无操作在。到目前为止这个推理正确吗？或者 std::move() 实际上足够聪明，可以为我清空指针，使其使用安全吗？到目前为止，我在实际的测试套件中没有看到崩溃，但我还没有确保移动构造函数确实被调用。

Answer 1

“移动”指针与复制指针没有什么不同，并且不会将移动源值设置为 null（“移动”在这里用引号引起来，因为 std::move 确实实际上并没有移动任何东西，它只是改变了参数的值类别）。只需复制 rhs 的指针，然后将其设置为 nullptr：

struct structure
{
    structure()
      : m_data{new big_and_complicated{}}
    { }

    structure(structure&& rhs)
      : m_data{rhs.m_data}
    {
        rhs.m_data = nullptr;
    }

    structure& operator =(structure&& rhs)
    {
        if (this != &rhs)
        {
            delete m_data;
            m_data = rhs.m_data;
            rhs.m_data = nullptr;
        }
        return *this;
    }

    ~structure()
    {
        delete m_data;
    }

private:
    big_and_complicated* m_data;

    structure(structure const&) = delete;             // for exposition only
    structure& operator =(structure const&) = delete; // for exposition only
}

您还可以使用 std::exchange 来简化此操作：

structure(structure&& rhs)
    : m_data{ std::exchange(rhs.m_data, nullptr) }
{ }

structure& operator=(structure&& rhs)
{
    if (this != &rhs)
    {
        delete m_data;
        m_data = std::exchange(rhs.m_data, nullptr);
    }
    return *this;
}

更好的是，使用 < code>std::unique_ptr而不是 big_and_complicated* 并且您不需要自己定义任何这些：

#include <memory>

struct structure
{
    structure()
      : m_data{new big_and_complicated{}}
    { }

private:
    std::unique_ptr<big_and_complicated> m_data;
}

最后，除非您确实想要struct 要保持不可复制，最好在 big_and_complicated 内部实现适当的移动语义，并让 struct 保存 big_and_complicated直接对象。