【C/C++】move函数的概念与使用

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本文深入探讨了C++中的std::move函数，解释了它如何通过转移资源所有权而非复制来提高效率，尤其是在堆操作和数据结构管理中。通过具体实例，展示了move语义在减少复制开销和优化内存使用上的作用。

std::move is used to indicate that an object t may be “moved from”, i.e. allowing the efficient transfer of resources from t to another object.

In particular, std::move produces an xvalue expression that identifies its argument t. It is exactly equivalent to a static_cast to an rvalue reference type.

在《Data Structures And Algorithm Analysis in Cpp》中学习堆的相关操作，碰到 move 函数的使用，做点笔记。以下是书中小顶堆的插入实现：

/**
 * Insert item x, allowing duplicates.
 */
void insert( const Comparable & x ) {
    if( currentSize == array.size( ) - 1 )
        array.resize( array.size( ) * 2 );
    // Percolate up
    int hole = ++currentSize;
    Comparable copy = x;
    array[ 0 ] = std::move( copy );
    for( ; x < array[ hole / 2 ]; hole /= 2 )
        array[ hole ] = std::move( array[ hole / 2 ] );
    array[ hole ] = std::move( array[ 0 ] );
}

原本在编程过程常遇到大量查询并复制等操作，如果元素个数较多或是结构体，可能会增加较大的额外复制开销。使用 move 相当于将对象使用权转交给另一对象，而不用额外的空间去做被复制对象的暂存，节省内存。

#include <iostream>
#include <utility>	// move 函数所在头文件
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
    std::string str = "Hello";
    std::vector<std::string> v;
 
    // 使用 push_back(const T&) 重载，
    // 表示我们将带来复制 str 的成本
    v.push_back(str);
    std::cout << "After copy, str is \"" << str << "\"\n";
    
    // 使用右值引用 push_back(T&&) 重载，
    // 表示不复制字符串；而是
    // str 的内容被移动进 vector
    // 这个开销比较低，但也意味着 str 现在可能为空。
    v.push_back(std::move(str));
    std::cout << "After move, str is \"" << str << "\"\n";
 
    std::cout << "The contents of the vector are \""
        << v[0] << "\", \"" << v[1] << "\"\n";
}

程序输出：

After copy, str is "Hello"
After move, str is ""
The contents of the vector are "Hello", "Hello"