编辑“︁C++11 移动语义”︁

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'''移动语义'''是C++11引入的核心特性之一，它通过避免不必要的对象复制来显著提升程序性能。本文将详细解释移动语义的概念、实现方式及其实际应用。

== 基本概念 ==
=== 传统复制的问题 ===
在C++11之前，对象的传递主要通过'''拷贝构造函数'''和'''拷贝赋值运算符'''完成。当对象包含动态分配的资源（如堆内存）时，深拷贝会导致性能损耗。例如：

<syntaxhighlight lang="cpp">
class String {
    char* data;
public:
    // 拷贝构造函数（深拷贝）
    String(const String& other) {
        data = new char[strlen(other.data) + 1];
        strcpy(data, other.data);
    }
};
</syntaxhighlight>

每次拷贝都需要分配新内存并复制内容，效率低下。

=== 移动语义的解决方案 ===
移动语义允许资源所有权的转移而非复制。关键组件：
* '''右值引用'''（<code>&&</code>）：标识可被"移动"的临时对象
* '''移动构造函数'''和'''移动赋值运算符'''：实现资源转移

== 核心机制 ==
=== 右值引用 ===
右值引用绑定到临时对象（右值），语法为<code>T&&</code>：

<syntaxhighlight lang="cpp">
int&& rref = 42;  // 合法：42是右值
</syntaxhighlight>

=== 移动构造函数 ===
典型实现形式：

<syntaxhighlight lang="cpp">
class String {
public:
    // 移动构造函数
    String(String&& other) noexcept 
        : data(other.data) {  // 1. 转移资源
        other.data = nullptr; // 2. 置空原指针
    }
};
</syntaxhighlight>

=== 移动赋值运算符 ===
<syntaxhighlight lang="cpp">
String& operator=(String&& other) noexcept {
    if (this != &other) {
        delete[] data;      // 释放现有资源
        data = other.data;  // 转移资源
        other.data = nullptr;
    }
    return *this;
}
</syntaxhighlight>

== 标准库支持 ==
STL容器全面支持移动语义：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::vector<std::string> createStrings() {
    std::vector<std::string> v;
    v.push_back("Hello");
    return v;  // 触发移动而非复制
}
</syntaxhighlight>

== 实际案例 ==
=== 案例1：大型对象传递 ===
传统方式：
<syntaxhighlight lang="cpp">
void processVector(std::vector<int> vec) { /*...*/ }  // 拷贝发生

std::vector<int> hugeVec(1000000);
processVector(hugeVec);  // 性能瓶颈
</syntaxhighlight>

移动优化：
<syntaxhighlight lang="cpp">
void processVector(std::vector<int>&& vec) { /*...*/ }

processVector(std::move(hugeVec));  // 零拷贝
</syntaxhighlight>

=== 案例2：工厂模式 ===
<syntaxhighlight lang="cpp">
std::unique_ptr<Resource> createResource() {
    auto res = std::make_unique<Resource>();
    return res;  // 自动移动
}
</syntaxhighlight>

== 性能对比 ==
<mermaid>
barChart
    title 拷贝 vs 移动操作耗时比较
    x-axis 操作类型
    y-axis 时间(ms)
    series "1MB数据"
    Copy: 5.2
    Move: 0.003
</mermaid>

== 最佳实践 ==
* 对包含资源的类总是实现移动操作
* 使用<code>std::move</code>显式转换左值为右值
* 标记移动操作为<code>noexcept</code>以便标准库优化
* 遵循'''Rule of Five'''：如果定义了拷贝/移动操作之一，应定义全部五个特殊成员函数

== 常见误区 ==
1. 误用<code>std::move</code>导致对象过早失效
   <syntaxhighlight lang="cpp">
   auto x = std::move(y);
   y.use();  // 危险！y可能已为空
   </syntaxhighlight>

2. 忽略<code>noexcept</code>导致容器操作降级为拷贝

== 数学基础 ==
移动语义的理论基础是'''资源所有权转移'''，可形式化为：
<math>
\forall r \in \text{Rvalues}, \exists! o \in \text{Objects} : \text{owner}(o) \rightarrow \text{owner}(r)
</math>

== 进阶主题 ==
* 完美转发（<code>std::forward</code>）
* 引用折叠规则
* 移动语义与异常安全

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