使用已移动的变量值错误

Question

我已经开始使用C++11，现在正在系统地通过值传递字符串到我的构造函数中。但是现在我意识到，如果在构造函数体中也使用该值，那么很容易引入错误：

class A(std::string val):
  _val(std::move(val))
{
  std::cout << val << std::endl; // Bug!!!
}

我该怎么做才能降低出错的几率？

- small_duck

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"made the move to C++11" 非常好。 - Lightness Races in Orbit

他忘了。 - Lightness Races in Orbit

我正在写答案的过程中，但归根结底，答案就是简单明了的：“一开始不要搞砸，写单元测试。” - John Dibling

@JohnDibling，所以单元测试不一定能捕捉到这种情况。也就是说，你简化的答案并不是一个好答案。 - Arne Mertz

C++需要线性类型！ - R. Martinho Fernandes

Answer 1

在构造函数的实现中，指定其目的是以某种独特的方式被移动的参数名称

A::A(std::string val_moved_from):
 _val(std::move(val_moved_from))
{
  std::cout << val_moved_from << std::endl; // Bug, but obvious
}

尽早离开那些对象（在构造列表中）。

如果您的构造列表很长，可能会错过其中两个val_moved_from的用法，这并没有帮助。

另一种解决方法是撰写一个提案来解决这个问题。比如，扩展C++，使得本地变量的类型或作用域可以通过对它们进行操作而更改，因此std::safe_move(X)既从X中移动，又将X标记为过期变量，在其作用域的其余部分中不再有效。解决当变量半过期（在一个分支中过期，但在另一个分支中未过期）时该怎么做是一个有趣的问题。

因为这是疯狂的，我们可以将其视为库问题而不是语言问题。在一定程度上，我们可以在运行时模拟这些技巧（变量类型更改），这很粗略，但给出了思路：

template<typename T>
struct read_once : std::tr2::optional<T> {
  template<typename U, typename=typename std::enable_if<std::is_convertible<U&&, T>::value>::type>
  read_once( U&& u ):std::tr2::optional<T>(std::forward<U>(u)) {}
  T move() && {
    Assert( *this );
    T retval = std::move(**this);
    *this = std::tr2::none_t;
    return retval;
  }
  // block operator*?
};

请编写一个线性类型，只能通过 move 读取，读取后如果有错误则会抛出 Assert。

然后修改你的构造函数：

A::A( read_once<std::string> val ):
  _val( val.move() )
{
  std::cout << val << std::endl; // does not compile
  std::cout << val.move() << std::endl; // compiles, but asserts or throws
}

通过使用转发构造函数，你可以提供一个更为简单的接口，避免使用 `read_once` 类型，然后在参数周围添加 `read_once<>` 封装，将其转发到你的“安全”（可能是 `private`）版本的构造函数中。

如果你的测试覆盖了所有的代码路径，即使你从 `read_once` 变量中进行多次 `move` 操作，你也会获得漂亮的 `Assert`，而不仅仅是空的 `std::string`。

- Yakk - Adam Nevraumont

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但是你必须记得做所有这些。如果你能记住，那么你很可能在第一次就不会犯错。 - Lightness Races in Orbit

@LightnessRacesinOrbit 当然可以：但是如果你有一个强大的read_once，并遵循“始终将'按值复制'作为read_once”的规则，那么当你读取它时，你会得到Assert而不是空数据。而且哨子确实能够防止老虎靠近，你看到有老虎吗？ - Yakk - Adam Nevraumont

如果你遵循了“不要尝试打印错误的变量”的规则，那么这一切都将无意义。 - Lightness Races in Orbit

Answer 2

“已经转移到C++11，现在我正在系统地通过值传递我的字符串到构造函数。”

“很抱歉，我不明白为什么要这样做。相对于传统方法，这种方法提供了什么改进？（基本上是防错的）”

“类A（const std::string& s）：_val（s）{std :: cout << s << std :: endl; //没有错误！ std :: cout << _val << std :: endl; //也没有错误！！！”

- Robert Ramey

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回答你的问题：是的，std::move 比这个更好，因为它减少了拷贝。而且，你的回答并没有回答问题。 - milleniumbug

假设你的字符串 s 是一个长度为 100,000 的字符。你的版本总是会在这里复制它：_val(s)。但是上面的版本如果调用者对构造函数使用了 std::move 或使用一个临时 std::string 构建了 A，则不会复制它。参见这里获取更深入的讨论。请注意，拥有 std::string&& s 和 std::string const& s 构造函数比只取 std::string s 少移动一次，但需要维护两倍的代码量。 - Yakk - Adam Nevraumont

在这种情况下，我们根本不会进行任何复制，因为我们是通过引用传递的。我非常熟悉所引用的讨论。它解决了一种存在复制的情况，而这里并非如此。所提出的问题是“我该怎么做才能减少出错的可能性？”答案是“不要那样做！”这样做并没有减少任何副本，反而引入了一个错误。 - Robert Ramey