什么是右值引用？std::move到底是做什么的？到底移动语义是什么？为什么说移动更快？

[mq-loser]

什么是右值引用？std::move到底是做什么的？到底移动语义是什么？为什么说移动更快？？？
求解答 QAQ

[Mq-b]

前言

在开始回答问题之前，我们首先要说明：C++11 引入的移动语义，本身逻辑其实是非常的简单的，但是新增的值类别和其规则是较为繁杂的，很多人之所以不会并且对移动语义抱有错误的幻想，无非是被一些互联网的错误想法影响的。

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什么是右值引用？

右值引用就是右值引用，它和左值引用一样，算是一种引用。不用想其他的东西，回归到语言上，问题的本身即可。

C++11 引入右值引用，并且引入了一整套的规则：值类别，即：左值、纯右值、亡值。

如果缺少值类别的基本知识，请先观看视频。

其实简单来说，就是将各种表达式分类，哪些是左值表达式，哪些是右值（纯右值和亡值都是右值）。右值引用只能被右值表达式初始化。

概念并不是我们的重点，默认各位了解一些基本的概念，以下示例能展示我们的意思：

struct X{
    X() = default;
    X(const X& x){
        // ...todo 进行资源的复制
    }
    X(X&& x)noexcept {
        // ...todo 进行资源的移动
    }
private:
    // ...todo 很多的数据成员
};

• 在右值引用（移动语义）出现之前，我们没有办法简单的区分，你到底是要复制？还是要移动？在右值引用（移动语义）出现后，我们可以了。

开发者们约定移动构造这些右值引用的函数，是“转移所有权”。

你可以非常粗略的理解为，复制就是复制一份新的，但是移动呢，是把原对象的指向资源的指针，赋给新的对象成员，也就是所谓的转移所有权，通常的实现是转移指向数据的那个指针给新对象就行（当然了，这种移动是取决于你自己的移动构造移动赋值的实现的），自然没有复制开销，举一个标准库例子：

#include <iostream>
#include <vector>

struct Test{};

int main(){
    std::vector<Test>v;
    v.emplace_back(Test{});
    std::cout << &v[0] << '\n';
    std::vector<Test> v2{ std::move(v) };
    std::cout << &v2[0] << '\n';
} 

打印的地址完全一样，代表并没有拷贝元素，而只是转移所有权，转移指向实际数据的指针。

一个左值表达式，要怎么匹配到右值版本的函数？通常我们会使用 std::move（比如刚才的示例） 这自然而然引入到了我们的下一个问题

std::move 到底是做什么的？

• 让左值表达式转换为亡值表达式，用于匹配移动构造或移动赋值等函数。
  标志着“移动”，即转移了原对象的资源。

很多教程都会教你们，说 std::move 就是一个 static_cast 的转换，嗯，的确，但是说不到语义上的意思，就是移动。

到底移动语义是什么?

其实前面的内容已经讲的很清楚了，移动语义很简单，方便大家区分你到底要移动还是复制罢了。

我们可以自己实现一个支持移动语义的类就懂了，参见博客。

为什么说移动更快？

这是一个非常非常经典的问题，并且错误想法众多，也是导致很多人对移动语义有不切实际幻想的根本原因。

很多人甚至觉得：移动一个平凡类型 （如 纯数据结构体），比复制要快？

完全属于是莫名其妙，我们前面已经说的很清楚了，移动之所以更快，在于大家约定了移动构造移动赋值等函数进行的是所有权的转移，而不是资源的拷贝，你要是想让移动慢，你直接 sleep，谁能管你呢？ 这些都取决于各位的实现。

或者你说你写个 int，double 什么标量类型，你说移动会更快？完全是做梦。

这里告诉各位：

• 移动不一定比复制快
• 移动可能比复制慢

总结

我们省略了很多的语法规则和概念，这些东西需要学习，但却不是最重要的，明白设计和语义，其他的东西都是记住就好。

其他的规则等，各位自己学习。

[MrShinshi]

Answer selected by Mq-b

[Meteor-Z]

std::move不进行移动，完美转发也不完美，具体可以参考Effective modern c++ 这本书

[Mq-b]

在于语义，唯有理解语义，才不是死记硬背，才是真正理解。

[Meteor-Z]

确实

[ZZy979]

举一个Bjarne Stroustrup书中的例子说明什么是移动语义。

函数fill()创建一个vector并返回，函数use()调用fill()获取返回值：

vector<double> fill(istream& is) {
    vector<double> res;
    for (double x; is >> x;) res.push_back(x);
    return res;
}

void use() {
    vector<double> vec = fill(cin);
    // ... use vec ...
}

函数fill()返回后res就会被销毁，所以把res拷贝到vec是没有必要的。这种情况下可以使用移动语义避免元素的拷贝：

即直接将res的元素指针移交给vec。换句话说，移动 = “窃取”资源 = 浅拷贝+置空原指针。

移动语义通过移动构造函数和移动赋值实现，参数是右值引用。vector的移动构造函数可以这样实现（假设成员sz和elem分别是元素个数和元素指针）：

// move constructor
vector::vector(vector&& v) :sz(v.sz), elem(v.elem) {
    v.sz = 0;
    v.elem = nullptr;
}

注：

• 即使没有移动语义，这里的拷贝操作也可能被编译器的拷贝消除特性优化掉。
• 移动语义只能省略资源的拷贝，而类本身的数据成员仍然需要拷贝，因此对于基本类型（例如int）和平凡类型（例如struct Point { int x, y; };）无意义。

[Mq-b]

浅拷贝这个说法其实本身也不对，只能说略微辅助理解了。

因为没有浅拷贝会改变原对象的状态，还给人家指针赋空。

[ZZy979]

并不是说“移动=浅拷贝”，而是“浅拷贝+置空原指针”。比如vector的移动构造函数中，elem(v.elem)是“浅拷贝”，v.elem = nullptr;是“置空原指针”，二者缺一不可。

[Mq-b]

嗯