如何将 unique_ptr 的移动构造函数和运算符实现为类的私有成员

Question

我正在尝试编写 Matrix 类。我使用 unique_ptr 作为存储指针数组。但是这个 unique_ptr 是 private 类的成员。我想将移动构造函数添加到我的 Matrix 类。但是我需要 getter 函数用于私有 unique_ptr 但是当我将 unique_ptr 作为 const 变量返回时，我不能使用 std::move 但是当我返回没有 const 参考编译器的 getter 函数时'不允许这样。

矩阵.hpp

template <typename _T>
    class Matrix_
    {
    private:
        size_t rows_;
        size_t cols_;
        size_t size_;
        std::unique_ptr<_T[]> data_;        
    public:
        Matrix_();
        Matrix_(const Matrix_& _m); //Copy constructor
        Matrix_(Matrix_&& _m) noexcept; //Move constructor
        Matrix_(const size_t& rows);
        Matrix_(const size_t& rows,const size_t& cols);
        Matrix_(const size_t& rows,const size_t& cols,const _T& val);
        //Operators        
        Matrix_& operator=(const Matrix_& _m); //Copy assignment
        Matrix_& operator=(Matrix_&& _m) noexcept; //Move assignment
        //
        //Methods
        size_t getRows()const;
        size_t getCols()const;
        size_t getSize()const;
        const std::unique_ptr<_T[]>& getData()const;
        void copyData(const std::unique_ptr<_T[]>& _data);

        void fill(const _T& val);
        //
        ~Matrix_();
    };
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::Matrix_():rows_(1),cols_(1),size_(rows_*cols_),data_(std::make_unique<_T[]>(size_))
    {
    }
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::Matrix_(const Matrix_& _m):rows_(_m.getRows()),cols_(_m.getCols()),size_(rows_*cols_),data_(std::make_unique<_T[]>(size_))
    {
    }
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::Matrix_(Matrix_&& _m)noexcept:rows_(_m.getRows()),cols_(_m.getCols()),size_(rows_*cols_),data_(std::move(_m.getData()))
    {
    }
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::Matrix_(const size_t& rows):rows_(rows),cols_(1),size_(rows_*cols_),data_(std::make_unique<_T[]>(size_))
    {
    }
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::Matrix_(const size_t& rows,const size_t& cols):rows_(rows),cols_(cols),size_(rows_*cols_),data_(std::make_unique<_T[]>(size_))
    {
    }
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::Matrix_(const size_t& rows,const size_t& cols,const _T& val):rows_(rows),cols_(cols),size_(rows_*cols_),data_(std::make_unique<_T[]>(size_))
    {
        fill(val);
    }
    //Operators
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>& Matrix_<_T>::operator=(const Matrix_& _m)
    {   
        rows_ = _m.rows_;
        cols_ = _m.cols_;
        size_ = rows_*cols_;
        data_ = std::make_unique<_T[]>(size_);
        copyData(_m.getData());
        return *this;
    }
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>& Matrix_<_T>::operator=(Matrix_&& _m)noexcept{
        rows_ = _m.rows_;
        cols_ = _m.cols_;
        size_ = rows_*cols_;
        data_ = std::move(_m.getData());
        return *this;
    }
    //
    //Methods
    template <typename _T>size_t Matrix_<_T>::getRows()const{return rows_;}
    template <typename _T>size_t Matrix_<_T>::getCols()const{return cols_;}
    template <typename _T>size_t Matrix_<_T>::getSize()const{return size_;}    
    template <typename _T>const std::unique_ptr<_T[]>& Matrix_<_T>::getData()const{return data_;}
    template <typename _T>void Matrix_<_T>::copyData(const std::unique_ptr<_T[]>& _data){        
        for(uint i=0;i<size_;i++){data_[i]=_data[i];}
    }
    template <typename _T>void Matrix_<_T>::fill(const _T& val){
        for(uint i=0;i<size_;i++){data_[i]=val;}
    }
    //
    template <typename _T>
    Matrix_<_T>::~Matrix_()
    {
    }

Test.cpp

int main()
{
   Matrix_<double> a(10,10,5.0);
   Matrix_<double> b(10,10);
   b = std::move(a);
   std::cout<<b.getData()[0]<<std::endl;

   return 0;
}

错误

error: use of deleted function ‘std::unique_ptr<_Tp [], _Dp>& std::unique_ptr<_Tp [], _Dp>::operator=(const std::unique_ptr<_Tp [], _Dp>&) [with _Tp = double; _Dp = std::default_delete<double []>]’
         data_ = std::move(_m.getData());
         ~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
In file included from /usr/include/c++/7/bits/locale_conv.h:41:0,
                 from /usr/include/c++/7/locale:43,
                 from /usr/include/c++/7/iomanip:43,
                 from /home/cemo/YZlib/Examples/Test.cpp:3:
/usr/include/c++/7/bits/unique_ptr.h:654:19: note: declared here
       unique_ptr& operator=(const unique_ptr&) = delete;

Answer 1

不要在移动构造函数或移动赋值中使用 getter。直接使用会员即可。我可能会为所有成员这样做，以使其明显匹配。

template <typename T>
Matrix<T>::Matrix(Matrix &&m) noexcept :
    rows_(m.rows_), cols_(m.cols_), size_(m.size_), data_(std::move(m.data_))
{
   // changes needed to m?
}

template <typename T>
Matrix<T>& Matrix<T>::operator=(Matrix &&m) noexcept
{
    rows_ = m.rows_;
    cols_ = m.cols_;
    size_ = m.size_;
    data_ = std::move(m.data_);
    // changes needed to m?
    return *this;
}

一个类总是可以访问它自己的成员（无论它们是通过哪个对象访问的）。

既然data_ 是一个空指针，请务必考虑m 会发生什么。应该将其rows_、cols_ 和size_ 设置为零，还是没有关系？通常，移出对象应处于“有效但未指定”状态，无论您决定这对您的班级意味着什么。至少，调用析构函数应该是有效的，并且将它分配给其他东西应该可以按预期工作；已经是这样了。

由于这里不需要 getter，公共接口是否应该包含一个 getter，或者它是否应该具有更方便的返回类型，例如 const T* 或 T*，这是一个单独的问题。

Answer 2

在做：

 template <typename _T>
    Matrix_<_T>& Matrix_<_T>::operator=(Matrix_&& _m) noexcept {
        rows_ = _m.rows_;
        cols_ = _m.cols_;
        size_ = rows_*cols_;
        data_ = std::move(_m.data_);
        return *this;
    }

将修复代码。类内不需要使用getter函数，只需要在类外访问成员时使用即可。