从堆栈“移动”到堆？答案

【问题标题】："moving" from the stack to the heap?从堆栈“移动”到堆？
【发布时间】：2019-02-05 15:49:06
【问题描述】：

我需要围绕 C++ 库编写一个 C 包装器，并且我需要在堆上分配对象。 C++ lib 的函数和方法使用并返回分配在堆栈上的对象。

我知道，我可以通过复制将一个对象从堆栈“传输”到堆，即auto heapObj = new Foo(stackObj);，但我想避免复制，如果可以的话，尝试使用move。

这似乎“有效”（令我惊讶）。幕后有副本吗？如果不是，这种模式可以安全使用吗？

main.h

class Foo {
   public:
    std::vector<int> big;

    explicit Foo(size_t len);

    Foo(Foo&& other) noexcept;

    // remove copy constructor
    Foo(const Foo &) = delete;

    // delete assignment operator
    Foo &operator=(const Foo &) = delete;


    size_t size();
};

main.cpp

#include <iostream>
#include "main.h"

Foo::Foo(size_t len) : big(len) {}

Foo::Foo(Foo&& other) noexcept : big(std::move(other.big)) {}

size_t Foo::size() { return this->big.size(); }

int main() {
    Foo ms(1000);  // on the stack
    ms.big[0] = 42;

    auto mh = new Foo(std::move(ms));  // on the heap (no copy?)

    std::cout << mh->size() << ", " << mh->big[0] << std::endl;

    delete mh;
}

【问题讨论】：

如果您 = delete 复制构造函数和复制赋值运算符，您不必担心会生成秘密副本。如果发生这种情况，编译器会报错。
如果您提供移动构造函数，您可能需要提供移动赋值运算符。这是3/5/0 规则的一部分。虽然在这种情况下你可以只使用编译器提供的。
big 中的数据一开始就不会在堆栈中。当然，堆栈上的部分会被复制。我不太确定这里有什么不清楚的地方。
@BrunoGrieder 如果Foo 没有被复制，那么它也不是成员。
@FedericoklezCulloca 也许对于某些类型，例如std::array，但对于大多数容器，它会复制该容器的内部状态（例如指向数据和大小的指针）并将原始容器清零。实际数据保留在原处。编辑：即使对于像std::array 这样难以移动的容器，它也会移动每个元素，因此例如移动std::vector 的std::array 仍然不仅仅是复制/清除。

标签： c++ c++17

【解决方案1】：

首先，移动int 或指针相当于复制。也就是说，如果你有一个

struct X {
  int a, b;
  int* data;
};

然后移动它不会比复制它便宜（暂时忽略data 的所有权）。巧合的是，上面基本上就是std::vector 从远处看的样子：一个size 和capacity 成员加上一些指向一块内存的指针。

移动与复制的重要之处在于资源所有权。 std::vector 拥有一些堆内存 (data)。如果您复制 std::vector，则必须复制该堆内存，以便原始和副本都可以拥有自己的数据的所有权。但是如果你移动它，那么只有移动到的向量需要保留所有权，所以data指针可以从一个传递到另一个（而不是所有数据），因为所有权可以从被移动的对象中“偷走”。

这就是为什么将对象从堆栈“移动”到堆中没有冲突的原因：对象本身基本上仍然从一个地方复制到另一个地方，但是它的资源（或其子对象，如big ) 拥有的不是复制而是移动（“被盗”）。

【讨论】：

Txs。在帖子开头将其设为小型 TLDR
@BrunoGrieder 我删除了它。问题中没有答案:)
@LightnessRacesinOrbit 确定；问题中的前提是错误的；我只是想避免对下一位读者进行不必要的阅读
@BrunoGrieder 不愿阅读的读者不是读者，可以放心忽略：P
@BrunoGrieder 在阅读问题时我希望它有错误的代码、错误的前提等，如果最重要的是它包含回答的尝试，我会完全糊涂;)

【解决方案2】：

任何时候“实际发生”的移动，都是因为移动的东西中有一些间接资源。可以廉价交换的句柄引用的某些资源（例如，复制的指针；指针保持在原来的位置）。这通常是通过指向动态分配的事物的指针来完成的，例如存储在向量中的数据。

你试图移动的东西是一个向量。因此，它已经是动态分配的，移动很容易。实际的 std::vector 对象在哪里，Foo 在哪里都无关紧要——如果有间接资源，移动可能是可能的。

在其他情况下，移动构造函数或移动赋值实际上只会触发内部数据的副本。当“事物”中的所有内容（递归）具有自动存储持续时间时，您几乎可以保证需要一个副本。但这里不是这样。

【讨论】：