vetcor使用移动构造取代拷贝构造实现push_back

最新推荐文章于 2025-05-26 09:18:54 发布

超级波

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45119096/article/details/131443910

文章讨论了在C++中如何从拷贝构造转换为使用移动构造，以提高效率。通过示例代码展示了在类中使用unique_ptr管理资源时，如何实现移动构造和移动赋值运算符，以及在涉及vector和智能指针时避免内存异常的关键。最后，强调了智能指针和现代C++特性在内存管理中的重要性。

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昨天说到：vector变量push_back一个对象或变量的时候，本质上是执行拷贝构造，但我想使用移动构造，而不是拷贝构造，本文就修改调试过程，详细分析如何实现移动构造。

昨天的代码如下：(如果有人想测试，可以直接copy)

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <memory>
#include <utility>

typedef struct {
	std::string strPortName;
	unsigned int dwBaudRate;
	unsigned char bByteSize;
	unsigned char bStopBits;
	unsigned char bParity;
} TCommPara;

class CComm {
public:
	void config() {
		// 配置串口
	}
};

class CMeterProto {
public:
	virtual bool Init(unsigned char bProp, unsigned char bPn, CComm *pComm) { return false; };
	virtual bool Run() { return false; };
	unsigned char  m_bPn;	//当前操作的测量点
	unsigned char m_bProp;	//设备类型
	TCommPara m_tCommPara;	//通讯参数

protected:
	virtual int GetData() { return -1; };
	virtual int SetData() { return -1; };
};

class CModbusProto : public CMeterProto {
public:
	CModbusProto(const unsigned char bBAPn, const TCommPara tCommPara)
		: m_bBAPn(bBAPn), m_tCommPara(tCommPara) {
		// 构造函数实现
	}

protected:
	virtual int GetData() override;

private:
	unsigned char m_bBAPn;
	TCommPara m_tCommPara;
};

int CModbusProto::GetData()
{
	return 0;
}

class T485CommCtrlPara
{
public:
	T485CommCtrlPara() = default;
	T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other);
	virtual ~T485CommCtrlPara() = default;

	std::unique_ptr<CMeterProto> pComm485Pro;
	CComm cMterCom;
};

T485CommCtrlPara::T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other)
{
	pComm485Pro = nullptr;
	if (other.pComm485Pro)
	{
//		pComm485Pro = std::make_unique<CMeterProto>(*other.pComm485Pro);
		pComm485Pro = std::unique_ptr<CMeterProto>(new CMeterProto(*other.pComm485Pro));
	}
	cMterCom = other.cMterCom;
	std::cout << "copy-ctor" << std::endl;
}

int LoadBA485CommPara(TCommPara& tCommPara, T485CommCtrlPara& t485CommPara, std::vector<T485CommCtrlPara>& vec485DevCommPara) {
	tCommPara.strPortName = "com1";
	tCommPara.dwBaudRate = 9600;
	tCommPara.bByteSize = 8;
	tCommPara.bStopBits = 1;

	t485CommPara.cMterCom.config();
	std::unique_ptr<CMeterProto> pComm485Pro(new CModbusProto(1, tCommPara));
	t485CommPara.pComm485Pro = std::move(pComm485Pro);
	vec485DevCommPara.push_back(t485CommPara);

	return 1;
}

int main() {
	TCommPara tCommPara;
	T485CommCtrlPara t485CommPara;
	std::vector<T485CommCtrlPara> vec485DevCommPara;

	int nBaNum = LoadBA485CommPara(tCommPara, t485CommPara, vec485DevCommPara);
vec485DevCommPara[0].pComm485Pro->Run();
std::cout << vec485DevCommPara.size() << std::endl;
	std::getchar();
	return 0;
}

为了使用移动构造，先修改class T485CommCtrlPara构造函数如下：

注意，开始的时候，编写移动赋值，在operator=之前，没有添加T485CommCtrlPara::

结果一直就提示：“ error C2801: “operator =”必须是非静态成员”。

(之前代码是chatgpt写的，有语法错误，提示后，chatgpt更正了错误)

如上代码修改完成后，可以编译和运行，但push_back还是提示使用了拷贝构造函数(查看调试信息)，如果要用移动，需要修改为：

如上，显然就调用了移动，查看运行信息，确实调用了move-ctor。

但这只是一个示例程序，实际程序中，不可能在main中定义很多变量执行的，因此，考虑在main之外定义一个函数处理vec485DevCommPara，增加一个接口如下：

代码编译ok，也能运行，但查看内存，发现异常了。

内存异常！！

原因分析：

Load485CommPara函数定义了局部变量，

T485CommCtrlPara t485CommPara;

TCommPara tCommPara;

该函数执行完后，这两个变量会销毁，t485CommPara类如下：

class T485CommCtrlPara
{
public:
	T485CommCtrlPara() = default;
	T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other);
	virtual ~T485CommCtrlPara() = default;

	std::unique_ptr<CMeterProto> pComm485Pro;
	CComm cMterCom;
};

这样，在vec485DevCommPara.emplace_back(std::move(t485CommPara))的时候，pComm485Pro移动了，而CComm cMterCom;只是成员变量，如此移动并不成功。

T485CommCtrlPara::T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other)
{
	pComm485Pro = nullptr;
	if (other.pComm485Pro)
	{
		pComm485Pro = std::unique_ptr<CMeterProto>(new CMeterProto(*other.pComm485Pro));
	}
	cMterCom = other.cMterCom;
//	cMterCom = std::move(other.cMterCom);
	std::cout << "copy-ctor" << std::endl;
}

如上两种都不成功，最好办法就是CComm cMterCom也定义为智能指针，如下：

class T485CommCtrlPara
{
public:
	T485CommCtrlPara() = default;
	T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other);
	T485CommCtrlPara(T485CommCtrlPara&& other) noexcept;
	T485CommCtrlPara& operator=(T485CommCtrlPara&& other) noexcept;
	virtual ~T485CommCtrlPara() = default;

	std::unique_ptr<CMeterProto> pComm485Pro;
	std::unique_ptr<CComm> pComm485;
};

T485CommCtrlPara::T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other)
{
	pComm485Pro = nullptr;
	if (other.pComm485Pro)
	{
		pComm485Pro = std::unique_ptr<CMeterProto>(new CMeterProto(*other.pComm485Pro));
		pComm485 = std::unique_ptr<CComm>(new CComm(*other.pComm485));
	}
	std::cout << "copy-ctor" << std::endl;
}

T485CommCtrlPara::T485CommCtrlPara(T485CommCtrlPara&& other) noexcept
{
	pComm485Pro = std::move(other.pComm485Pro);
	pComm485 = std::move(other.pComm485);
	std::cout << "move-ctor" << std::endl;
}

完成后，运行基本正常了：

如上，已经可以正常运行了，但还是一点问题，就是pComm485Pro的基类成员m_tCOmmPara还是为空的。这是因为在new CModbusProto(1, tCommPara)的时候，调用了CModbusProto的构造，但基类CMeterProto并没有构造函数(或者只有默认构造，但并没有赋值)，所以，虽然基类也定义了m_tCommPara，但实际并没有赋值。如何更完美呢？

增加基类构造，同时修改下继承类的构造，如下：

先修改基类，增加构造函数：

class CMeterProto {
public:
	CMeterProto(const unsigned char& bPn, const TCommPara& tCommPara) :m_bPn(bPn), m_tCommPara(tCommPara) {}
	virtual bool Init(unsigned char bProp, unsigned char bPn, CComm *pComm);
	virtual int Run();
	unsigned char m_bProp;	//设备类型


protected:
	virtual int GetData();
	virtual int SetData() { return -1; };

	unsigned char  m_bPn;	//当前操作的测量点
	TCommPara m_tCommPara;	//通讯参数
	CComm  *m_pComm;
};

class CModbusProto : public CMeterProto 
{
public:
	CModbusProto(const unsigned char bBAPn, const TCommPara tCommPara):
		CMeterProto {	bBAPn, tCommPara } {}

	//unsigned char  m_bBAPn;	//当前操作的测量点
	//TCommPara m_tCommPara;	//通讯参数

protected:
	virtual int GetData() override;
};

如上修改后，编译运行，数据正确，结果如下：

如上，运行正常了，我将完整代码贴到下面

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <memory>
#include <utility>

typedef struct {
	std::string strPortName;
	unsigned int dwBaudRate;
	unsigned char bByteSize;
	unsigned char bStopBits;
	unsigned char bParity;
} TCommPara;

class CComm {
public:
	void config(const TCommPara&);

private:
	TCommPara m_tCommPara;
};

void CComm::config(const TCommPara& tCommPara)
{
	m_tCommPara = tCommPara;
}

class CMeterProto {
public:
	CMeterProto(const unsigned char& bPn, const TCommPara& tCommPara) :m_bPn(bPn), m_tCommPara(tCommPara) {}
	virtual bool Init(unsigned char bProp, unsigned char bPn, CComm *pComm);
	virtual int Run();

protected:
	virtual int GetData();
	virtual int SetData() { return -1; };

	unsigned char  m_bPn;	//当前操作的测量点
	TCommPara m_tCommPara;	//通讯参数
	unsigned char m_bProp;	//设备类型
	CComm  *m_pComm;
};

bool CMeterProto::Init(unsigned char bProp, unsigned char bPn, CComm *pComm)
{
	m_bProp = bProp;
	m_bPn = bPn;
	m_pComm = pComm;
	return true;
}

int CMeterProto::GetData()
{
	std::cout << "CMeterProto-GetData" << std::endl;
	return -1;
}

int CMeterProto::Run()
{
	return GetData();
}

class CModbusProto : public CMeterProto 
{
public:
	CModbusProto(const unsigned char bBAPn, const TCommPara tCommPara):
		CMeterProto {	bBAPn, tCommPara } {}

	//unsigned char  m_bBAPn;	//当前操作的测量点
	//TCommPara m_tCommPara;	//通讯参数

protected:
	virtual int GetData() override;
};

int CModbusProto::GetData()
{
	std::cout << "CModbusProto-GetData" << std::endl;
	return 0;
}

class T485CommCtrlPara
{
public:
	T485CommCtrlPara() = default;
	T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other);
	T485CommCtrlPara(T485CommCtrlPara&& other) noexcept;
	T485CommCtrlPara& operator=(T485CommCtrlPara&& other) noexcept;
	virtual ~T485CommCtrlPara() = default;

	std::unique_ptr<CMeterProto> pComm485Pro;
	std::unique_ptr<CComm> pComm485;
};

T485CommCtrlPara::T485CommCtrlPara(const T485CommCtrlPara& other)
{
	pComm485Pro = nullptr;
	if (other.pComm485Pro && other.pComm485)
	{
		pComm485Pro = std::unique_ptr<CMeterProto>(new CMeterProto(*other.pComm485Pro));
		pComm485 = std::unique_ptr<CComm>(new CComm(*other.pComm485));
	}
	std::cout << "copy-ctor" << std::endl;
}

T485CommCtrlPara::T485CommCtrlPara(T485CommCtrlPara&& other) noexcept
{
	if (this != &other && other.pComm485Pro && other.pComm485)
	{
		pComm485Pro = std::move(other.pComm485Pro);
		pComm485 = std::move(other.pComm485);
	}
	std::cout << "move-ctor" << std::endl;
}

T485CommCtrlPara& T485CommCtrlPara::operator=(T485CommCtrlPara&& other) noexcept
{
	if (this != &other)
	{
		pComm485Pro = std::move(other.pComm485Pro);
		pComm485 = std::move(other.pComm485);
	}

	std::cout << "move-operator-ctor" << std::endl;
	return *this;
}

int LoadBA485CommPara(TCommPara& tCommPara, T485CommCtrlPara& t485CommPara, std::vector<T485CommCtrlPara>& vec485DevCommPara) 
{
	tCommPara.strPortName = "com1";
	tCommPara.dwBaudRate = 9600;
	tCommPara.bByteSize = 8;
	tCommPara.bStopBits = 1;

	std::unique_ptr<CMeterProto> pComm485Pro(new CModbusProto(1, tCommPara));
	std::unique_ptr<CComm> pComm485(new CComm());
	pComm485->config(tCommPara);

	t485CommPara.pComm485Pro = std::move(pComm485Pro);
	t485CommPara.pComm485 = std::move(pComm485);
	t485CommPara.pComm485Pro->Init(1, 1, t485CommPara.pComm485.get());
	vec485DevCommPara.emplace_back(std::move(t485CommPara));

	return 1;
}

int Load485CommPara(std::vector<T485CommCtrlPara>& vec485DevCommPara)
{
	T485CommCtrlPara t485CommPara;
	TCommPara tCommPara;

	return LoadBA485CommPara(tCommPara, t485CommPara, vec485DevCommPara);
}

int main() 
{
	std::vector<T485CommCtrlPara> vec485DevCommPara;

	Load485CommPara(vec485DevCommPara);
	vec485DevCommPara[0].pComm485Pro->Run();
	std::cout << vec485DevCommPara.size() << std::endl;
	std::getchar();
	return 0;
}

总结：

1：智能指针方便内存管理，但复杂度提升了不少，光有理论不够，还需要经常练习总结啊

2：chatgpt或newbing会帮忙不少，但不能太依赖了，你需要问正确的问题，但有一个专家在身边，确实能提供很大帮助啊

3：容器，智能指针是必须要现代C++的基操了，赶紧都用上吧