（嵌入式八股）第3章 C++11(二)（后续C++11相关会持续补充在这里）

3.11 移动语义

移动语义 是 C++11 引入的一项重要特性，旨在通过 转移资源所有权 而非 复制资源 来提高程序的性能。它允许对象的资源从一个对象转移到另一个对象，而不是通过传统的深拷贝进行资源复制。移动语义主要解决了拷贝构造和赋值过程中资源重复分配的问题，减少了不必要的内存操作，显著提高了效率。

移动语义的基本概念

移动语义通过 右值引用 来实现。简单来说，移动语义让临时对象或不再需要的对象的资源 "转移" 到另一个对象，而不是复制资源。具体来说，移动构造函数 和 移动赋值运算符 是 C++11 引入的关键特性，它们通过“窃取”源对象的资源来避免冗余的资源分配和释放。

特点：

• 资源转移：资源的所有权从一个对象转移到另一个对象，而不是重新分配和复制。
• 提高性能：特别是在处理动态内存分配、文件句柄等大资源时，避免了拷贝操作，从而提升了程序性能。

移动构造函数（Move Constructor）

移动构造函数 用于创建一个新的对象，并通过 转移 临时对象的资源（即右值引用的资源）来初始化新对象。这避免了不必要的深拷贝操作。

语法：

• MyClass&& other：右值引用，用于接收源对象的资源。
• noexcept：表明该函数不会抛出异常，允许编译器进行优化。

原理：

• 移动构造函数将源对象的资源（如指针、内存）“拿走”，并将源对象的资源指针置为 nullptr，避免源对象在销毁时再次释放这些资源。

• obj2 是通过移动构造函数初始化的，obj1 的资源被转移到 obj2，而 obj1 的指针被置为 nullptr。

移动赋值运算符（Move Assignment Operator）

移动赋值运算符 用于将一个对象的资源 移动 到另一个已经存在的对象，而不是通过拷贝赋值。它先释放当前对象的资源，然后通过右值引用转移源对象的资源。

语法：

• MyClass&& other：右值引用，用于接收源对象的资源。
• noexcept：表明该函数不会抛出异常，允许编译器进行优化。

原理：

• 移动赋值运算符首先释放当前对象的资源，然后将源对象的资源转移到当前对象，并将源对象的资源指针置为 nullptr，避免重复释放资源。

• 移动赋值运算符将 obj1 的资源转移到 obj2，并释放 obj2 原来的资源。

移动语义的优势

• 性能提升：避免了不必要的深拷贝，特别是在处理动态内存、文件句柄、容器等大资源时。
• 资源管理：通过转移资源，避免了资源的重复分配和释放，提高了程序的资源利用率。
• 简化代码：通过移动构造和移动赋值，能够使得临时对象的管理更加高效且清晰，避免了复杂的拷贝构造。

总结

• 移动构造函数：通过右值引用将源对象的资源转移到目标对象，而不是进行拷贝。移动构造函数通常用于临时对象或不再使用的对象的初始化。
• 移动赋值运算符：通过右值引用将资源从一个对象转移到另一个对象，避免了不必要的拷贝操作，释放并管理资源。
• 右值引用（&&）：是实现移动语义的关键，它允许我们窃取对象的资源而不进行深拷贝。

3.12 完美转发（Perfect Forwarding）

完美转发（Perfect Forwarding）是 C++11 引入的一个非常有用的技术，旨在保持传递参数的 值类别，无论是 左值 还是 右值。它允许函数模板将参数精确地转发到另一个函数中，而不会改变参数的值类别。通过完美转发，可以提高代码的效率，避免不必要的拷贝或移动，并确保参数的原始状态得到保持。

完美转发的目的和作用

完美转发的主要目的是 保持参数的值类别，即无论传递给函数的参数是左值还是右值，函数都能将其转发给下一个函数，同时保持其原始属性。这个特性特别有用，尤其在模板函数或函数模板中，我们希望保持参数的值类别以避免拷贝或错误的资源管理。

在上面的代码中，T&& 是一个“转发引用”，它既可以绑定左值也可以绑定右值。通过 std::forward<T>(arg)，我们可以将参数 arg 传递给其他函数，同时保留其值类别（左值或右值）。

引用折叠（Reference Collapsing）

引用折叠是实现完美转发的关键机制。它是 C++11 引入的规则，用于将多重引用类型折叠为一个合适的类型。引用折叠的规则决定了当我们使用右值引用参数类型 T&& 时，最终传递的参数类型会根据实际传递的实参的类型进行推导。

引用折叠规则：

1. 左值引用的折叠：如果传递的是左值引用类型，T&& 会折叠为 T&。例如：A& && 会折叠成 A&（左值引用折叠）。
2. 右值引用的折叠：如果传递的是右值引用类型，T&& 会保持为右值引用类型。例如：A&& && 会折叠成 A&&（右值引用折叠）。

这意味着如果传入左值，T&& 会被折叠为左值引用，传入右值时，T&& 会被保持为右值引用。

• x 是左值，因此 T&& 被折叠为 T&（即 int&），std::forward<T>(arg) 保持 arg 为左值引用。
• 20 是右值，因此 T&& 保持为 int&&，std::forward<T>(arg) 保持 arg 为右值引用。

std::forward 的作用

std::forward 是 C++11 提供的一个模板函数，用于在完美转发中保持参数的值类别。它通过引用折叠规则判断参数是左值还是右值，并决定是否应将参数转发为左值引用或右值引用。

std::forward 语法：