C ++ 11右值和移动语义混淆（返回语句）

我试图理解右值引用并移动C ++ 11的语义。

这些示例之间有什么区别，哪些将不进行矢量复制？

第一个例子

std::vector<int> return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return tmp;
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

第二个例子

std::vector<int>&& return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return std::move(tmp);
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

第三个例子

std::vector<int> return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return std::move(tmp);
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

第一个例子

std::vector<int> return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return tmp;
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

第一个示例返回一个由捕获的临时文件rval_ref。该临时实体的寿命将超出rval_ref定义范围，您可以像按值捕获它一样使用它。这与以下内容非常相似：

const std::vector<int>& rval_ref = return_vector();

除了在我的重写中，您显然不能rval_ref以非常量方式使用。

第二个例子

std::vector<int>&& return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return std::move(tmp);
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

在第二个示例中，您创建了运行时错误。 rval_ref现在拥有对函数tmp内部被破坏的引用。运气好的话，此代码将立即崩溃。

第三个例子

std::vector<int> return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return std::move(tmp);
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

您的第三个示例与您的第一个示例大致相同。该std::moveon tmp是不必要的，实际上可能是性能悲观，因为它将抑制返回值的优化。

编写正在执行的操作的最佳方法是：

最佳实践

std::vector<int> return_vector(void)
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return tmp;
}

std::vector<int> rval_ref = return_vector();

也就是说，就像在C ++ 03中一样。 tmp在return语句中被隐式视为右值。它将通过返回值优化（无复制，无移动）返回，或者如果编译器确定它无法执行RVO，则它将使用vector的move构造函数执行return。仅当不执行RVO且返回的类型没有移动构造函数时，才将复制构造函数用于返回。

它们都不会复制，但是第二个将引用被破坏的向量。在常规代码中，几乎没有命名的右值引用。您可以像在C ++ 03中编写副本一样来编写它。

std::vector<int> return_vector()
{
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return tmp;
}

std::vector<int> rval_ref = return_vector();

除了现在，矢量已移动。在大多数情况下，类的用户不会处理其右值引用。

简单的答案是，您应该像为常规引用代码一样为右值引用编写代码，并且应该在99％的时间里对它们进行相同的心理处理。这包括有关返回引用的所有旧规则（即，永不返回对局部变量的引用）。

除非您编写的模板容器类需要利用std :: forward并能够编写采用左值或右值引用的泛型函数，否则这或多或少都是正确的。

move构造函数和move分配的一大优点是，如果定义了它们，则编译器可以在无法调用RVO（返回值优化）和NRVO（命名为返回值优化）的情况下使用它们。对于通过方法有效地按值返回昂贵的对象（例如容器和字符串）而言，这是巨大的。

现在，右值引用使事情变得有趣，您还可以将它们用作常规函数的参数。这使您可以编写对const引用（const foo＆other）和rvalue引用（foo && other）都具有重载的容器。即使参数太笨拙以至于不能仅通过构造函数调用来传递，也仍然可以做到：

std::vector vec;
for(int x=0; x<10; ++x)
{
    // automatically uses rvalue reference constructor if available
    // because MyCheapType is an unamed temporary variable
    vec.push_back(MyCheapType(0.f));
}


std::vector vec;
for(int x=0; x<10; ++x)
{
    MyExpensiveType temp(1.0, 3.0);
    temp.initSomeOtherFields(malloc(5000));

    // old way, passed via const reference, expensive copy
    vec.push_back(temp);

    // new way, passed via rvalue reference, cheap move
    // just don't use temp again,  not difficult in a loop like this though . . .
    vec.push_back(std::move(temp));
}

STL容器已更新，几乎所有内容（哈希键和值，向量插入等）都具有移动重载，在这里您将最常看到它们。

您也可以将它们用于普通函数，如果仅提供右值引用参数，则可以强制调用者创建对象并让函数进行移动。这不是一个很好的例子，但在我的渲染库中，我为所有加载的资源分配了一个字符串，以便更轻松地查看调试器中每个对象代表什么。该接口是这样的：

TextureHandle CreateTexture(int width, int height, ETextureFormat fmt, string&& friendlyName)
{
    std::unique_ptr<TextureObject> tex = D3DCreateTexture(width, height, fmt);
    tex->friendlyName = std::move(friendlyName);
    return tex;
}

它是“泄漏抽象”的一种形式，但允许我利用我必须在大多数时间已经创建字符串的事实，而避免再次复制它。这并不是完全高性能的代码，但是随着人们逐渐掌握此功能，它就是一个很好的例子。这段代码实际上要求变量要么是调用的临时变量，要么是调用std :: move的变量：

// move from temporary
TextureHandle htex = CreateTexture(128, 128, A8R8G8B8, string("Checkerboard"));

要么

// explicit move (not going to use the variable 'str' after the create call)
string str("Checkerboard");
TextureHandle htex = CreateTexture(128, 128, A8R8G8B8, std::move(str));

要么

// explicitly make a copy and pass the temporary of the copy down
// since we need to use str again for some reason
string str("Checkerboard");
TextureHandle htex = CreateTexture(128, 128, A8R8G8B8, string(str));

但这不会编译！

string str("Checkerboard");
TextureHandle htex = CreateTexture(128, 128, A8R8G8B8, str);

本身不是答案，而是指南。在大多数情况下，声明局部T&&变量没有太多意义（就像您对进行的操作一样std::vector<int>&& rval_ref）。您仍然必须std::move()在foo(T&&)类型方法中使用它们。还有一个已经提到的问题，当您尝试rval_ref从函数中返回此类代码时，您将获得标准的销毁临时性惨败参考。

大多数时候，我会采用以下模式：

// Declarations
A a(B&&, C&&);
B b();
C c();

auto ret = a(b(), c());

您无需保留对返回的临时对象的任何引用，从而避免了（无经验的）程序员希望使用移动对象的错误。

auto bRet = b();
auto cRet = c();
auto aRet = a(std::move(b), std::move(c));

// Either these just fail (assert/exception), or you won't get 
// your expected results due to their clean state.
bRet.foo();
cRet.bar();

显然，在某些情况下（尽管很少见），一个函数真正返回a T&&，这是对非临时对象的引用，您可以将其移入对象。

关于RVO：这些机制通常可以正常工作，并且编译器可以很好地避免复制，但是在返回路径不明显的情况if下（例外情况，确定要返回的命名对象的条件，以及可能耦合的其他对象），rref是您的救星（即使可能更多）昂贵）。

这些都不会做任何额外的复制。即使不使用RVO，新标准也表示，我相信在进行退货时，最好采用移动结构来复制。

我确实相信您的第二个示例虽然会导致返回未定义的行为，因为您正在返回对局部变量的引用。

正如在第一个答案的注释中已经提到的那样，该return std::move(...);构造可以在返回局部变量以外的情况下有所作为。这是一个可运行的示例，其中记录了在返回带有和不带有成员的成员对象时发生的情况std::move()：

#include <iostream>
#include <utility>

struct A {
  A() = default;
  A(const A&) { std::cout << "A copied\n"; }
  A(A&&) { std::cout << "A moved\n"; }
};

class B {
  A a;
 public:
  operator A() const & { std::cout << "B C-value: "; return a; }
  operator A() & { std::cout << "B L-value: "; return a; }
  operator A() && { std::cout << "B R-value: "; return a; }
};

class C {
  A a;
 public:
  operator A() const & { std::cout << "C C-value: "; return std::move(a); }
  operator A() & { std::cout << "C L-value: "; return std::move(a); }
  operator A() && { std::cout << "C R-value: "; return std::move(a); }
};

int main() {
  // Non-constant L-values
  B b;
  C c;
  A{b};    // B L-value: A copied
  A{c};    // C L-value: A moved

  // R-values
  A{B{}};  // B R-value: A copied
  A{C{}};  // C R-value: A moved

  // Constant L-values
  const B bc;
  const C cc;
  A{bc};   // B C-value: A copied
  A{cc};   // C C-value: A copied

  return 0;
}

大概return std::move(some_member);只有在您确实要移动特定的类成员的情况下才有意义，例如，在仅class C代表创建短暂实例的情况下代表短暂的适配器对象的情况下struct A。

请注意，即使对象是R值，也struct A总是会从中复制出来。这是因为编译器无法告知将不再使用的实例。在中，编译器确实有这个信息，这是为什么被感动，除非实例是恒定的。class Bclass Bclass Bstruct Aclass Cstd::move()struct Aclass C