13-为何需要移动语义

18.2.1　为何需要移动语义

先来看C++11之前的复制过程。假设有如下代码：

vector<string> vstr;
// build up a vector of 20,000 strings, each of 1000 characters
...
vector<string> vstr_copy1(vstr); // make vstr_copy1 a copy of vstr

vector和string类都使用动态内存分配，因此它们必须定义使用某种new版本的复制构造函数。为初始化对象vstr_copy1，复制构造函数vector将使用new给20000个string对象分配内存，而每个string对象又将调用string的复制构造函数，该构造函数使用new为1000个字符分配内存。接下来，全部20000000个字符都将从vstr控制的内存中复制到vstr_copy1控制的内存中。这里的工作量很大，但只要妥当就行。

但这确实妥当吗？有时候答案是否定的。例如，假设有一个函数，它返回一个vector对象：

vector<string> allcaps(const vector<string> & vs)
{
    vector<string> temp;
// code that stores an all-uppercase version of vs in temp
    return temp;
}

接下来，假设以下面这种方式使用它：

vector<string> vstr;
// build up a vector of 20,000 strings, each of 1000 characters
vector<string> vstr_copy1(vstr);            // #1
vector<string> vstr_copy2(allcaps(vstr)); // #2

从表面上看，语句#1和#2类似，它们都使用一个现有的对象初始化一个vector对象。如果深入探索这些代码，将发现allcaps()创建了对象temp，该对象管理着20000000个字符；vector和string的复制构造函数创建这20000000个字符的副本，然后程序删除allcaps()返回的临时对象（迟钝的编译器甚至可能将temp复制给一个临时返回对象，删除temp，再删除临时返回对象）。这里的要点是，做了大量的无用功。考虑到临时对象被删除了，如果编译器将对数据的所有权直接转让给vstr_copy2，不是更好吗？也就是说，不将20000000个字符复制到新地方，再删除原来的字符，而将字符留在原来的地方，并将vstr_copy2与之相关联。这类似于在计算机中移动文件的情形：实际文件还留在原来的地方，而只修改记录。这种方法被称为移动语义（move semantics）。有点悖论的是，移动语义实际上避免了移动原始数据，而只是修改了记录。

要实现移动语义，需要采取某种方式，让编译器知道什么时候需要复制，什么时候不需要。这就是右值引用发挥作用的地方。可定义两个构造函数。其中一个是常规复制构造函数，它使用const左值引用作为参数，这个引用关联到左值实参，如语句#1中的vstr；另一个是移动构造函数，它使用右值引用作为参数，该引用关联到右值实参，如语句#2中allcaps(vstr)的返回值。复制构造函数可执行深复制，而移动构造函数只调整记录。在将所有权转移给新对象的过程中，移动构造函数可能修改其实参，这意味着右值引用参数不应是const。