Что происходит в памяти при использовании семантики перемещения C++?

Я пытаюсь понять семантику перемещения С++, конструктор перемещения, оператор присваивания перемещения, std::move(). Рассмотрим следующий пример:

#include <iostream>

void swapWithMove(int& a, int& b) {
    int temp = std::move(a);
    a = std::move(b);
    b = std::move(temp);
}

int main() {
    int x = 5;
    int y = 10;

    std::cout << "Before swap: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;

    swapWithMove(x, y);

    std::cout << "After swap: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;

    return 0;
}

В этом примере два целочисленных значения заменяются с помощью std::move(). Я знаю, что пример больше для образовательных целей и не является типичным случаем использования семантики перемещения. Но все же хотелось бы правильно понять, что происходит в памяти с x, y, temp, a и b при выполнении функции swapWithMove.

Заранее большое спасибо!

Или, может быть, это? stackoverflow.com/questions/27888873/copy-vs-stdmove-for-int‌​s

Bill Lynch 12.08.2023 18:04

Буквально ничего не происходит в памяти, когда используется семантика перемещения. Это всего лишь средство сделать выбор разрешения перегрузки перегрузкой, использующей ссылку rvalue, если таковая имеется.

user7860670 12.08.2023 18:29

«не является типичным случаем использования семантики перемещения»: как следствие того, что сказано в комментарии выше, ваше использование в вашем примере на 100% точно идентично тому же коду без вызовов std::move.

user17732522 12.08.2023 18:34

Для целочисленных типов копирование и перемещение абсолютно одинаковы. std::move здесь бессмысленно и запутанно. Если вы знаете, что происходит в памяти для функции подкачки, которая копирует целочисленные аргументы, вы знаете, что происходит в памяти при перемещении целочисленных аргументов.

Pete Becker 12.08.2023 18:43

Прочтите это: stackoverflow.com/a/21358433/576911. Ответ, по-видимому, касается только части именования. Но если вы прочитаете конец этого ответа, он даст очень хороший ответ на ваш вопрос: что именно делает перемещение?

Howard Hinnant 12.08.2023 18:48
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
0
6
90
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

При данных обстоятельствах (замена ints) семантика перемещения не будет иметь никакого значения, с любой реализацией, о которой я знаю (и исключение было бы несколько удивительным).

Семантика перемещения в значительной степени вступает в игру, когда мы имеем дело с чем-то вроде vector, который (в основном) хранит указатель на содержащиеся в нем данные. Например, давайте рассмотрим несколько упрощенную реализацию std::vector:

template <class T>
class vector {
    T *data;
    std::size_t size_allocated;
    std::size_t size_in_use;
// ...

Здесь важно отметить, что сама структура vector не содержит реальных данных. Он просто содержит указатель на данные, которые выделяются везде, где их получает объект Allocator (но обычно с использованием стандартного распределителя, который получает память из свободного хранилища.

В любом случае, давайте рассмотрим задание для нашего vector:

vector &operator=(vector const &other) {
    if (size_allocated < other.size_allocated) {
        // reallocate our storage so we have enough room
    }
    size_in_use = other.size_in_use;    
    for (std::size_t i=0; i<other.size_in_use; i++)
        data[i] = other.data[i];
    return *this;
}

Это сильно упростило, но вы поняли общую идею — пройтись по всем элементам и скопировать каждый из старого вектора в новый.

Но если правый — это rvalue, это означает, что нам не нужно сохранять его содержимое. Так что мы можем просто «украсть» то, что в нем содержится:

vector &operator=(vector &&other) {
    delete [] data; // simplified--really uses allocator object
    data = other.data;
    size_in_use = other.size_in_use;
    size_allocated = other.size_allocted;
    other.data = nullptr;
    other.size_allocated = 0;
    other.size_in_use = 0;
    return *this;
}

Таким образом, вместо того, чтобы копировать каждый элемент по отдельности, мы просто берем указатель из источника и превращаем источник в пустой вектор. Очень быстро, независимо от его размера. Однако есть немного хитрый способ немного упростить это:

vector &operator=(vector &&other) {
    swap(data, other.data);
    swap(size_in_use, other.size_in_use);
    swap(size_allocated, other.size_allocated);

    return *this;
}

Просто поменяйте наше содержимое на чужое. Затем он будет уничтожен, а то, что раньше было нашим содержимым, будет утилизировано.

В любом случае: перемещение int обычно ничем не отличается от обычного задания. То же самое с большинством других скалярных типов (char, short, long, double, float, указатели и т. д.). Различия возникают для структурированных типов, особенно тех, которые в основном содержат указатель на реальные данные, которые они хранят.

"(и исключение было бы несколько неожиданным)": И должно быть несоответствующим. Допускается только одно возможное поведение, и оно совпадает с поведением без std::move.

user17732522 12.08.2023 20:51

@ user17732522: К сожалению, я работаю достаточно долго, чтобы найти несоответствие лишь несколько удивительным. Но в этом случае, да, это было бы довольно вопиюще несоответствующим, а не чем-то непонятным, что вы, вероятно, никогда не заметите.

Jerry Coffin 12.08.2023 21:00

Возможно, стоит упомянуть, что это не обязательно имеет значение для типов структур; если конструктор перемещения/оператор присваивания недоступен, но доступна версия копирования, ссылка rvalue будет неявно преобразована в ссылку lvalue на const, и будет использоваться версия копирования. Например. класс может быть реализован как struct Foo{ Foo(); Foo(Foo const&); Foo& operator=(Foo const&); ...stuff other than constructors/assignment operators... };

fabian 12.08.2023 21:33

@JerryCoffin Ваш пример очень поучителен и понятен, большое спасибо за это! Таким образом, перемещение чрезвычайно полезно, когда внутреннее представление класса использует указатели. И тогда мы можем просто украсть указатель временного объекта вместо того, чтобы иметь дело с глубоким копированием. Также я не знал, что в моем примере (функция swapWithMove) нет никакой разницы, применяю ли я std::move() в реализации или нет. Я подумал, что реализация с std::move() как-то более эффективна, чем если бы я реализовал функцию подкачки без нее.

gvg 13.08.2023 14:34

@JerryCoffin Спасибо, что указали, что с точки зрения эффективности нет никакой разницы.

gvg 13.08.2023 14:36

Другие вопросы по теме