Move Contsructor & rvalue References

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Move Contsructor & rvalue References

Problem of Temporary Objects

这篇文章的主要目的是研究如何使用move语义去降低内存中临时对象的负载。每次从函数中返回一个对象时，都会有一个临时对象被创建出来，然后进行拷贝。最终我们将会创建出两个对象，但实质上我们只需要一个。

举个例子，我们有一个容器类：

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class Container {
		int * m_Data;
public:
    Container() {
        //Allocate an array of 20 int on heap
        m_Data = new int[20];

        std::cout << "Constructor: Allocation 20 int" << std::endl;
    }
    ~Container() {
        if (m_Data) {
          delete[] m_Data;
          m_Data = NULL;
        }
    }
    Container(const Container & obj) {
        //Allocate an array of 20 int on heap
        m_Data = new int[20];

        //Copy the data from passed object
        for (int i = 0; i < 20; i++)
          	m_Data[i] = obj.m_Data[i];

        std::cout << "Copy Constructor: Allocation 20 int" << std::endl;
    }
};

这个类中，我们每次创建一个容器对象，其默认构造器都会分配一个20个int大的数组在堆上。同理，容器类的靠背构造器也会做类似的工作，首先是分配数组，然后将传递进的数组内容拷贝到新创建出数组里。

一般来说，我们使用工厂类来创建对象：

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Container getContainer() 
{
    Container obj;
    return obj;
}

假设我们创建一个容器类型的vector，每次插入一个由getContainer()返回的对象：

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int main() {
    // Create a vector of Container Type
    std::vector<Container> vecOfContainers;

    //Add object returned by function into the vector
    vecOfContainers.push_back(getContainer());

    return 0;
}

vector里的一个对象，实际上背后我们为此创建了两个对象。

  • 一个是在getContainer()使用Container类的默认函数创建出来的；
  • 一个是在加入vector中使用Container类的拷贝构造函数创建出来的；

这样每一个对象，都会带来两次在heap上创建数组。

Solving Problem of Temporary Objects using rvalue references & Move Constructor

getContainer()函数实际上是一个右值，所以可以被右值引用指向。因此为了实现这个目的，我们可以重载一个新的构造器，即move构造器：

Move Constructor

Move构造函数将右值引用作为参数，并重载该函数。在move构造函数中，我们只是将传递对象的成员变量move到新对象的成员变量中，而不是分配新内存。

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Container(Container && obj)
{
    // Just copy the pointer
    m_Data = obj.m_Data;

    // Set the passed object's member to NULL
    obj.m_Data = NULL;

    std::cout<<"Move Constructor"<<std::endl;
}

在移动构造函数中，我们只是复制了指针，即成员变量m_Data指向了堆上的相同内存，然后将传递进的对象的m_Data设置为NULL。所以我们并没有在该构造函数中分配新的内存，而是转移了内存的控制。

现在再将getContainer()返回的对象push到数组中，由于getContainer()是一个右值，因此会调用container类的move构造器，此时只会创建一个整数数组。