“復制賦值”和“移動賦值”的思考

概述

從 C++ 11 中開始，該語言支持兩種類型的分配：復制賦值和移動賦值。其中的內部細節是咋樣的呢？今天跟蹤了一下，是個蠻有趣的過程。下面我們以一個簡單的類來做個分析。

#ifndef HASPTR_H
#define HASPTR_H


#include <string>

class HasPtr {
public:
    friend void swap(HasPtr&, HasPtr&);
    HasPtr(const std::string& s = std::string());
    HasPtr(const HasPtr& hp);
    HasPtr(HasPtr&& p) noexcept;
    HasPtr& operator=(HasPtr rhs);
    // HasPtr& operator=(const HasPtr &rhs);
    // HasPtr& operator=(HasPtr &&rhs) noexcept;
    ~HasPtr();

private:
    std::string* ps;
    int i;
};

#endif // HASPTR_H


#include "hasptr.h"
#include <iostream>

inline void swap(HasPtr& lhs, HasPtr& rhs)
{
    using std::swap;
    swap(lhs.ps, rhs.ps);
    swap(lhs.i, rhs.i);
    std::cout << "call swap" << std::endl;
}

HasPtr::HasPtr(const std::string& s) : ps(new std::string(s)), i()
{
    std::cout << "call constructor" << std::endl;
}

//這里的i+1只是為了方便調試的時候看過程，實際是不用加1的
HasPtr::HasPtr(const HasPtr& hp) : ps(new std::string(*hp.ps)), i(hp.i + 1)
{
    std::cout << "call copy constructor" << std::endl;
}

HasPtr::HasPtr(HasPtr&& p) noexcept : ps(p.ps), i(p.i)
{
    p.ps = 0;
    std::cout << "call move constructor" << std::endl;
}

HasPtr& HasPtr::operator=(HasPtr rhs)
{
    swap(*this, rhs);
    return *this;
}

HasPtr::~HasPtr()
{
    std::cout << "call destructor" << std::endl;
    delete ps;
}

主函數

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    HasPtr hp1("hello"), hp2("World"), *pH = new HasPtr("World");
    hp1 = hp2;
    hp1 = std::move(*pH);

    return a.exec();
}

下面我們開始調試：

輸出：

我們通過構造函數構造了三個變量，他們的值和

	address	ps	i
hp1	0x28fe64	"hello"	0
hp2	0x28fe5c	"World"	0
pH	0x28fe9c	"World"	0

 

 

 

復制賦值

我們接着單步走：

可以發現首先調用了復制構造函數，構造了一個和hp2一樣的臨時變量

	address	ps	i
this	0x28fe2c	"World"	1
hp2	0x28fe5c	"World"	0

 

 

 

下一步：

到這里才開始進行賦值運算，我們對比一下數據：

	address	ps	i
this	0x28fe2c	"hello"	0
rhs	0x28fe8c	"World"	1

 

 

 

這里的rhs就是我們剛剛分配的臨時變量，那么this就是hp1，所以最終是我們的臨時變量和hp1交換，我們接着走：

這里lhs的地址就是：0x28fe64，就是hp1的地址，交換之后：

到此hp1和臨時變量的值就完全交換過來了，也就是說hp1 = hp1了。

	address	ps	i
lhs	0x28fe64	"World"	1
rhs	0x28fe8c	"hello"	0

 

 

 

 

可是我們接着運行，發現進入了一個析構函數：

 

看一下地址是0x28fe8c以及其值，這是臨時變量，臨時變量不用了，所以被銷毀了，至此我們的復制賦值運算就結束了。

移動賦值

我們看一下移動賦值賦值：

 

首先進入移動函數，這里只是使指針指向了pH的數據，並未構造新的數據，變量右值引用了pH，只是相當於換了個名字。

接下來開始進入賦值運算：

 

這里兩個交換的值是hp1和pH,和復制賦值不同，它是和臨時變量交換數據，

 

后面進入析構函數：

它釋放掉了pH的數據。

 

可以看出來，pH的值被釋放掉了。

總結

調試過后，我們發現，賦值運算的過程並非像想象中那么簡單，是不是？復制賦值還是開辟一個臨時變量用於轉化，這個耗費了額外的空間資源。

移動賦值就可以避免這個問題，但是需要注意的是，移動賦值使用的是右值，用完之后就被銷毀了，所以，如果想把一個左值當做右值來用，必須確保這個左值在這之后不需要使用了。

 參考：

1. 　　《C++ primer》