深度探索 C++ —— 移动语义
🧠 一、基本概念回顾：什么是“拷贝”？
在 C++ 中，对象（比如 std::vector、std::string、自定义类）在赋值或传参时可能会发生 拷贝操作。 如：
cpp
std::vector<int> v1 = {1, 2, 3};
std::vector<int> v2 = v1; // 这里发生了拷贝上面这句 v2 = v1 就是拷贝。拷贝做了什么？
- 分配一块新的内存空间；
- 把
v1里面的所有元素复制到v2中； - 如果
v1很大，比如有几百万个元素，这会非常耗时。
这就叫 深拷贝（deep copy），因为它不是简单复制指针，而是复制整个数据内容。
💰 二、深拷贝为什么“昂贵”？
深拷贝之所以“昂贵”，是因为：
- 内存分配和释放的开销；
- 数据复制的时间成本；
- 如果是嵌套结构（如
vector<vector<int>>），开销会指数级上升。
🚀 三、移动语义（Move Semantics）是什么？
1. 引入背景
C++11 引入了 移动语义（move semantics），用来优化这种“昂贵的拷贝”。
核心思想：如果一个对象是临时的、马上就要销毁了（比如函数返回的临时对象），那我们就不需要复制它，而是直接“偷走”它的资源！
2. 举例说明
cpp
std::vector<int> createVector() {
std::vector<int> temp = {1, 2, 3, 4, 5};
return temp; // 返回的是一个临时对象
}
int main() {
std::vector<int> v = createVector(); // 这里不会拷贝，而是“移动”
}在这个例子中：
createVector()返回的是一个临时对象（右值）；- 在 C++11 之前，会调用拷贝构造函数；
- 在 C++11 之后，会调用 移动构造函数（move constructor），直接“偷走”临时对象内部的资源（比如指针、内存地址），而不是复制数据。
❓ 四、什么是移动构造函数（Move Constructor）？
1. 定义
移动构造函数是一种特殊的构造函数，它的参数是右值引用（T&&）：
cpp
class MyClass {
public:
// 移动构造函数
MyClass(MyClass&& other) noexcept {
// 把 other 的资源“偷过来”
// 然后让 other 不再拥有这些资源
}
};2. 它做了什么？
- 不复制数据；
- 把“资源所有权”从一个对象转移到另一个对象；
- 原对象（被移动的）进入“有效但未定义状态”，不能再使用，但可以安全析构。
❓ 五、移动 vs 拷贝：区别总结
| 特性 | 拷贝构造函数 | 移动构造函数 |
|---|---|---|
| 参数类型 | const T&（左值） | T&&（右值） |
| 是否复制数据 | 是 | 否（转移资源） |
| 是否改变原对象 | 否 | 是（原对象资源被“偷走”） |
| 性能 | 高开销（深拷贝） | 极低开销（指针转移） |
❓六、什么是右值？什么是右值引用？
1. 左值 vs 右值
| 类型 | 举例 | 是否可以取地址 | 是否可以修改 |
|---|---|---|---|
| 左值 | int a; a, x[i] | ✅ | ✅ |
| 右值 | 5, a + b, f() | ❌ | ❌ |
- 左值：有名字的对象，可以取地址；
- 右值：临时对象，没有名字，不能取地址；
- 移动语义只对右值生效。
2. 右值引用（T&&）
T&&是一种引用类型，只能绑定到右值；- 它允许我们对右值进行操作，比如“偷走”它的资源；
- 例如：
MyClass&& obj = MyClass();是合法的。
🧪 七、移动构造函数 vs 拷贝构造函数
cpp
#include <iostream>
#include <vector>
class MyVector {
public:
std::vector<int> data;
// 构造函数
MyVector(int size) {
data.resize(size);
std::cout << "构造\n";
}
// 拷贝构造函数
MyVector(const MyVector& other) {
data = other.data;
std::cout << "拷贝构造\n";
}
// 移动构造函数
MyVector(MyVector&& other) noexcept {
data = std::move(other.data); // 把 other 的资源“偷过来”
std::cout << "移动构造\n";
}
};
MyVector createVector() {
MyVector v(1000000); // 创建一个大对象
return v;
}
int main() {
MyVector a = createVector(); // 调用移动构造函数
}输出可能是：
构造
移动构造说明没有调用拷贝构造函数，而是直接移动了资源，非常高效！
📌 八、什么时候用 const&，什么时候用 &&？
| 场景 | 推荐写法 | 说明 |
|---|---|---|
| 读取但不修改对象 | const T& | 避免拷贝 |
| 接收临时对象并移动 | T&& | 移动语义，提升性能 |
| 接收左值并读取 | const T& | 左值不能绑定到 T&& |
| 接收右值并移动 | T&& | 只能绑定到右值 |
🧩 九、完美转发（Perfect Forwarding）与 std::forward
在模板编程中，如果你希望一个函数参数既能接收左值又能接收右值，并且保持其左/右值属性，可以使用：
cpp
template<typename T>
void wrapper(T&& arg) {
foo(std::forward<T>(arg)); // 保持 arg 的左/右值属性
}这是高级用法，暂时不深入。
✅ 十、总结（一句话总结）
| 概念 | 简单解释 |
|---|---|
| 深拷贝 | 复制整个对象内容，很慢 |
| 移动语义 | 把资源从一个对象“偷”到另一个对象，很快 |
| 移动构造函数 | 专门用于右值的构造函数，避免拷贝 |
右值引用 && | 只能绑定到临时对象（右值） |
常量引用 const& | 可以绑定到左值和右值，不能修改对象 |
如果你理解了这些内容，恭喜你已经掌握了 C++11 中最核心的性能优化机制之一：移动语义。