资源传递 移动和转发

之前说过 RAII，在构造的时候创建资源，在析构的时候释放资源，也说过左右值的事情。

这次稍微深入一点点细节，把左值引用和右值引用，以及std::move和std::forward等稍微说说。

（有一说一，如果C++也引入了所有权检查是不是会变得更清晰💦，Rust 化这块；不过有一个资源所有权的约定还是挺不错的

跨对象转移资源

假设我们需要把一个资源分发给其他对象，那么语义上有两种可能性 ——

• 拷贝，完整的复制一份新的，和旧的无关
• 移动，把可转移的内部资源交给新对象，源对象旧内容不再可依赖

分别对应 ——

拷贝

拷贝构造，就是把资源重新拷贝，构造新的对象，语义上 —— 复制出一份全新的资源，不影响旧资源。

优点是做了一份copy，这样新的资源不会影响旧的资源，两份都可以随意使用，所以对于源对象来说比较安全；

不过缺点也比较明显，就是完整拷贝的开销可能会比较大

移动

移动构造，把资源移动给新的 "owner"，源对象旧的资源不再依赖，让新管理者管理资源。

这样优点在于规避了拷贝的开销，不过被移动对象的旧内容不能继续依赖

构造函数和赋值函数

假设手动创建一个类，那么我们需要思考构造和赋值的时候的语义

class Buffer { 
  public: 
    Buffer(const Buffer& other); // 拷贝构造 
    Buffer(Buffer&& other) noexcept; // 移动构造
    Buffer& operator=(const Buffer& other); // 拷贝赋值 
    Buffer& operator=(Buffer&& other) noexcept; // 移动赋值 
};

一般来说，会选择再移动的时候把旧资源给置空；

而拷贝的时候要考虑深拷贝还是浅拷贝

• 深拷贝：复制资源本体，新旧对象各自管理自己的资源。
• 浅拷贝：只复制指针 / 句柄 / 引用，新旧对象指向同一份资源；如果双方都负责释放，就会重复释放。

触发条件

一般来说，在需要构造/赋值目标对象时，左值通常选择拷贝版本

Buffer a(1145);
Buffer b = a;

因为 a 是左值，所以在语义上 —— "a 可能之后还有用到，我们不消耗它，而是复制一份给 b"。

而对应的，右值一般来说会触发移动

Buffer b = std::move(a);

此时的语义是把“所有权”交付给 b，系统不再依赖 a，其中std::move就是把 a 从左值转化成一个右值表达式，表示 a 是可移动的

move 和 forward

std::move 之前浅说过是把表达式转化成右值表达式，它是无条件的转化，不论传入的是左值还是右值表达式都会进行转化。

std::forward 是有条件的转发 —— 传入左值引用返回左值引用；传入右值引用返回右值引用~~（听上去很没用）~~，不过实际上是 —— 根据模板参数 T 恢复原始值类别一般用于转发引用（好像又重复了一遍）

不如举例 ——

void Process(int& a);                 // 接受左值引用
void Process(int&& a);                // 接受右值引用

template<typename T>
void Wrapper(T&& value)
{
	Process(std::forward<T>(value));  // 不论左右值引用，直接转发
}

int i = 1;
Wrapper(i);                           // 调用传入左值引用的方法
Wrapper(1);                           // 调用函数签名是右值引用的

因为如果正常的去 call process 方法的话，由于在函数体内的变量名会被视作左值表达式，所以无法正确调用右值引用的方法，就可以使用forward来进行转发，在STL容器设计以及日常泛型写法等都比较常用。

具体使用场景

在实际当中，一方面要考虑所有权的语义（虽然没有rust那样严格的checker，不过此处考虑的就是资源的创建和释放问题（生命周期））

另一方面也要考虑运行效率；

• 使用移动std::move
  • 大的对象
    • vector 等容器
    • 大型的 Buffer
    • 大的封装资源
  • 明确唯一Owner的语义
    • std::unique_ptr
  • 当对象后续不再需要旧内容，并且该类型的移动有意义时
• 不使用 move
  • 普通类型, int,float,enum 等
  • const 修饰的对象

以及考虑异常安全，

写在最后

Effective C++ / Effective Modern C++ 写的不赖，说的很清晰

如果是我们自己管理资源，就必须明确 ——

• 怎么释放？
• 怎么复制？
• 怎么移动？
• 怎么赋值？

否则容易出现 ——

• 内存泄漏
• 重复释放
• 浅拷贝
• 悬空指针
• 释放后继续使用

以及其他问题