std::vector.push_back(std::move(foo)) 有意义吗？

Question

我在一些代码中遇到了这个问题（为了清晰起见，细节已被省略）：

std::vector<std::vector<int>> foo;
{
    std::vector<int> bar = {42};
    foo.push_back(std::move(bar)); // Hmmm...
} // Indicate `bar` is no longer needed.

std::move 对我来说似乎是不必要的，但它真的吗？与仅使用 foo.push_back(bar); 相比，行为是否有任何不同？如果元素不是 int 而是一个类，例如在我的实际代码中一样是 pcl::PointXYZ，会发生什么情况？ 更新：我已经修改了代码，更明确地表明在使用 std::move 后不再使用 bar，因此没有非法访问等风险。

- Ken Y-N

Answer 1

类vector有两个push_back实现：

void push_back( const T& value );
void push_back( T&& value );

第一个函数对给定的元素进行复制。

第二个函数尝试通过调用元素的移动构造函数（如果定义了）来“移动”它。

使用 move 强制选择第二种实现，这种实现应该是重用值而不只是复制它。

在这个特定的例子中，将会发生以下情况：

1. 向量 bar 在堆栈上分配，但是它的元素（42）在堆上分配。
2. 当你调用 foo.push_back(...) 时，foo 在堆上分配了一个新的向量，这将是 bar 的副本。让我们称之为 baz :) 根据调用哪种 push_back 实现，然后将发生以下情况：
   • void push_back( const T& value );：在这种情况下，所有 bar 的元素也将被复制到 baz 中。
   • void push_back( T&& value );：在这种情况下，baz 将接收指向 bar 元素的指针，因此不执行任何复制操作。但是关键是要理解，bar 将被剥夺其元素（现在 baz 拥有它们），因此在 move 之后不应再使用 bar。

元素的类型并不重要（是普通的整数还是 pcl::PointXYZ），因为仅有第一个向量分配了元素的内存，并且该内存的指针是在 move 调用期间复制的唯一内容。

- Alexey

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所以答案是肯定的，它是必要的（对于“必要”的适当值），因为行为不同，我们应该保存包含“42”的内存副本。然而，我可以说一个聪明的编译器可以并且可能会找出优化，但std::move使其明确优化必须发生吗？ - Ken Y-N

@KenY-N，是的。不仅使它明确，而且还使它工作。（没有std::move，“优化”将不会发生）。您甚至可以使用emplace。foo.emplace(std::move(bar));。如果代码如此简单（在push_back之前没有使用var），则可以使用foo.emplace(std :: vector {42})，甚至可以使用foo.emplace({42})。 - alfC

@alfC 我想，在大多数情况下，使用 var 可能会被推迟到 emplace 之后，因为 emplace 旨在返回迭代器？ - Swift - Friday Pie

Answer 2

我觉得 std::move 看起来有点多余，但是需要使用吗？

这取决于你的意图。

与 foo.push_back(bar); 相比，行为有什么不同吗？

是的，foo.push_back(bar); 会将 bar 复制到 foo 中（可能会带来性能损失，因为 std::vector 处理动态分配）。这也会使 bar 保持不变，之后还可以使用它。

另一方面，foo.push_back(std::move(bar)); 不会复制任何内容，并重用已经分配的内存中的 bar。请注意，在移动后，bar 的状态是有效但未指定的（也就是说，除非重新初始化/重新赋值，否则无法使用它）。

如果元素是一个类，例如在我的实际代码中的 pcl::PointXYZ，会发生什么？

移动语义仅适用于使用动态分配（拥有指针）的类类型。pcl::PointXYZ和int不是这样的类，因此对int或pcl::PointXYZ进行std::move操作没有意义。

- DeiDei

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注意，我正在移动的实际上是一个 std::vector 的 int。 - Ken Y-N

@KenY-N 这并不重要。内存仍然会为int分配。在这方面，移动一个std::vector<int>是有意义的。 - DeiDei