为什么在C++11中有右值引用的情况下还要使用std::move？

Question

可能是重复问题：
什么是移动语义？

我最近参加了一个C++11研讨会，听到了以下的建议。

when you have && and you are unsure, you will almost always use std::move

有人能解释一下为什么要使用 std::move 而不是其他替代方案以及使用 std::move 的一些情况吗？

- pyCthon

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@XavierHolt 刚想起来：它不是一个逻辑运算符。 - Michael Todd

请务必观看Scott Meyers - Universal References in C++11视频。链接为：http://channel9.msdn.com/Shows/Going+Deep/Cpp-and-Beyond-2012-Scott-Meyers-Universal-References-in-Cpp11。 - fredoverflow

因为，命名的右值引用实际上是左值。 - anilbey

Answer 1

首先，我要解决问题中可能存在的误解：
每当你在代码中看到T&& t（其中T是一个实际类型，而不是一个模板类型），请记住t的值类别是一个左值（引用），而不再是一个右值（临时对象）。这非常令人困惑。T&&仅仅意味着t是从一个rvalue构造出来的¹，但t本身是一个左值，而不是一个右值。如果它有一个名称（在这种情况下，是t），那么它就是一个左值，并且不会自动移动；但如果它没有名称（例如3+4的结果），那么它就是一个右值，并且如果可以的话，将自动移动到它的结果中。类型（在这种情况下是T&&）与变量的值类别（在这种情况下是一个左值）几乎没有关系。

尽管如此，如果你在代码中写了T&& t，那么这意味着你有一个对曾经是临时对象的变量的引用，如果你愿意，可以销毁它。如果你需要多次访问该变量，则不应该从中std::move，否则它将失去其值。但是，在最后一次访问t时，如果你愿意，可以安全地将其值std::move到另一个T中（而且在95%的情况下，这就是你想要做的）。所有这些也适用于auto&&变量。

^{1. 如果T是一个模板类型，则T&&是一个转发引用，此时你应该使用std::forward<T>(t)而不是std::move(t)来进行最后一次操作。请参见这个问题。}

- Mooing Duck

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对于通用引用，你应该使用 std::forward<T>(t) 而不是 std::move(t)。 - Mooing Duck

需要记住的一件事是，如果您看到一个命名变量，那么它不管是被声明为&&（“右值”）&（引用）还是``（拷贝）始终被认为是左值。您可以将真正的右值引用视为仅能从函数（自己的函数或通过std::move()包装的函数，简而言之-返回参数）中返回的临时对象。 - Red XIII

@Macke：使用通用引用，您不知道它是rvalue还是lvalue，因此您不知道是否需要将其std::move。如果输入确实是rvalue，则std::forward与std::move相同，如果输入确实是lvalue，则不执行任何操作，因此您始终获得正确的机制。请参见此问题。 - Mooing Duck

@Mehrdad，我不同意，参考折叠规则的使用被普遍称为“通用引用”，就像动态分配内存被称为来自“堆”一样。虽然这不是“官方术语”，但这是常用名称。 - Mooing Duck

rvalues是表达式（函数和数学操作）的无名结果。例如，myintx + myinty 的结果本身是一个 int，但它没有名称，因此它将是一个 rvalue。您可以将其传递给期望 rvalue (&&) 的函数，但不能将其传递给期望 lvalue 引用 (&) 的函数。同样，您也无法将 myintx 传递给期望 rvalue (&&) 的函数，因为它有一个名称。要“取消命名”对象，告诉编译器可以安全地移动该对象，请使用 std::move 函数。 - Mooing Duck

Answer 2

我发现这篇文章对于rvalue引用的主题非常有启发性。作者在文章结尾提到了std::move。以下是最相关的引用：

我们需要使用std::move，它位于<utility>中——std::move是一种说法，“好的，老实说我知道我有一个lvalue，但我希望它成为rvalue。” std::move本身并没有移动任何东西；它只是将一个lvalue转换为rvalue，以便您可以调用移动构造函数。

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假设你有一个长这样的移动构造函数：

MyClass::MyClass(MyClass&& other): myMember(other.myMember)
{
    // Whatever else.
}

当您使用语句other.myMember时，返回的值是一个左值。因此，该代码使用复制构造函数来初始化this->myMember。但由于这是一个移动构造函数，我们知道other是一个临时对象，因此它的成员也是临时的。因此，我们真正想要使用更高效的移动构造函数来初始化this->myMember。使用std::move确保编译器将other.myMember视为右值引用并调用移动构造函数，正如您所希望的：

MyClass::MyClass(MyClass&& other): myMember(std::move(other.myMember))
{
    // Whatever else.
}

请不要在需要保留的对象上使用std::move - 移动构造函数几乎肯定会破坏传入它们的任何对象。这就是为什么它们只与临时对象一起使用的原因。

希望这有所帮助！

- Xavier Holt

Answer 3

当你拥有一个类型为T&&的对象，即rvalue时，这意味着该对象可以安全地进行移动，因为没有其他人会依赖于它的内部状态。

由于移动操作不应该比复制更昂贵，所以你几乎总是想要移动它。而要移动它，你必须使用std::move函数。

即使是安全的，什么时候应该避免使用std::move呢？我不会在简单的例子中使用它，例如：

 int x = 0;
 int y = std::move(x);

除此之外，我看不到任何缺点。如果不会使代码复杂化，我认为应该尽可能地进行移动。

另一个例子是，当你不想移动返回值时。语言保证返回值至少被移动了，因此你不应该写成：

return std::move(x); // not recommended

如果你很幸运，返回值优化会发生，这比移动操作更好。

- Philipp Claßen

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Scott Meyers认为你甚至应该移动原始类型。 - fredoverflow

@FredOverflow 很有趣。他在他的C++ and Beyond 2012演讲中解释了吗？我只能想到将其用作某种文档，但我并不完全相信这是一个好主意。 - Philipp Claßen

他在我作为对问题的评论链接中的演讲中解释了这一点。他说：“你应该毫不犹豫地这样做”。但仅仅因为Scott Meyers这么说，并不意味着每个人都必须无条件遵循，而不加质疑。 - fredoverflow

Answer 4

当你需要将一个对象的内容“转移”到另一个地方而不进行复制时，可以使用 move。使用 std::move 还可以使一个对象获取临时对象的内容而不进行复制。

更多信息请参考维基百科上的右值引用和移动构造函数。

- Rahul Tripathi

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