c++ - 演示 move 构造函数的有用性

Question

我试图证明 move 构造函数在消除不必要的复制方面的有用性。但是，当我在 Release 中运行时，Visual Studio 优化器会忽略拷贝。当 move 构造函数不可用时不会调用复制构造函数，显然添加一个时不会调用 move 构造函数。

我可以通过在 Debug 中运行来移除优化，但这并不能很好地证明需要 move 语义。

struct A { 
    int *buff;
    A() {
        cout << "A::constructor\n";
        buff = new int[1000000];
    } 
    A(const A& a) {
        cout << "A::copy constructor\n";
        buff = new int[1000000];
        memcpy(buff, a.buff, 1000000*sizeof(int));
    }
    A(A&& original)
    {
        cout << "Move constructor" << endl;
        buff = original.buff;
        original.buff = nullptr;
    } 
    ~A() { cout << "A::destructor\n"; delete[] buff; }
};

A getA()
{
    A temp;
    temp.buff[0] = 2;
    return temp; 
}
void useA(A a1) {
    cout << a1.buff[0] << endl;
}

void main() {
    useA(getA()); // i'd like copy-constructor to be called if no move constructor is provided
}

我可以在代码中更改什么以防止优化器取消复制，并说明添加 move 构造函数如何防止完整复制？

编辑:演示最好不需要明确的 move 调用/施法。

Answer 1

您遇到了命名返回值优化 (NRVO)，这不是强制性的，并且要求复制/move ctor 可用。

为了演示零/三/五规则、 move 语义、RVO、复制省略，我将使用以下示例:

struct A{
char* large_buffer = new char[1024];

~A(){ delete[] large_buffer;}
};

struct D{
    A a;
    int b;
    int* c;
};
D construct_D()
{
    // Obtained somewhere
    A a = {};
    int b = 10;
    int* c = new int[1024];

    // Now we want to construct `D` which should "consume" the values.
    D d{a,b,c};
    // Perhaps do something with that before returning it.
    return d;
}
int main(){
    D dd = construct_D();
}

你现在可以解释了:

1. b 被复制，没关系。
2. A 被破坏，因为天真的复制 ctor 是成员明智的，并且会发生双重删除。 (如果不忘记添加D::~D)
3. 可以通过三规则来解决。
4. 使用规则五可以更有效，因为在构造 d 之后永远不会使用 a 并且如果它可以放弃其缓冲区并被“消耗”会更好.
5. 解释 std::move 的作用，以实现这种消费。您可以交互地重写代码以将一些变量更改为临时变量并深入研究 r-value 语义。
6. 编写五个函数很乏味，将 char* 替换为 std::vector 可以获得零规则，这很好。
7. c 复制指针，而不是缓冲区，这在这种情况下是可取的，但很危险，因为有人必须稍后释放它以及 std::unique_ptr 如何解决这个问题，或 std::string，或再次 std::vector。
8. 现在有些学生可能会问 D 是否需要 0/3/5 以及我们如何解决这个问题。
9. 您可以添加 3/5 并观察没有进行这些调用并解释 NVRO 和 RVO 的 return {a,b,c} 以及随后的 dd 构造>.
10. 还有人总是会用 D dd 不调用赋值运算符来混淆某些人。
11. 最后你可以争辩说 construct_D 太长了，所以你会交互地将它重构为更小的函数，同时使用所有学到的概念 - std::move，通过引用，值(value)，RVO。

总的来说，您可以在这个示例上花费一两个小时，另外还可以传播 std:: 宣传关于 new 和原始指针的邪恶.