移动语义和引用语义

Move semantics and reference semantics

本文关键字：语义 引用 移动      更新时间：2023-10-16

我正在写一个树状容器，其中每个"节点"都有一个带有分支/子树的列表，目前我的头看起来像:

class _tree {
public:
    typedef _tree* tree_ptr;
    typedef std::list<_tree> _subTreeTy;
    explicit _tree(const _ValTy& v, const _NameTy& n); //create a new tree
    _tree(const _ValTy& v, const _NameTy& n, tree_ptr _root); 
         //create a new tree and add it as branch to "_root".
    ~_tree();
    void add_branch(const _tree& branch); //add by copy
    void add_branch(_tree&& branch); //add by move
private:
    _subTreeTy subtrees;
    _ValTy value;
    _NameTy name;
};

_tree::_tree(const _ValTy& v, const _NameTy& n, tree_ptr _root)
    : root(_root),
    value(v),
    name(n)
{
    _root->add_branch(*this); //not rvalue(???)
}

现在第二个构造函数将在_root内部创建一个树-但是如何使用调用(忽略私有冲突):

_tree Base(0,"base");
_tree Branch(1, "branch", &Base);
Base.subtrees.begin()->value = 8;
std::cout << Branch.value;

我怎样才能使Branch &*Base.subtrees.begin()指的是同一节点?或者我应该走另一条路。使用add_branch()创建分支/子树?

Move语义是关于移动对象的内部，而不是对象本身(作为一个类型化的内存块)。最好从值和不变量的角度来考虑它，因为即使考虑了移动，c++仍然具有值语义。这意味着:

std::unique_ptr<int> first(new int);
// invariant: '*this is either null or pointing to an object'
// current value: first is pointing to some int
assert( first != nullptr );
// move construct from first
std::unique_ptr<int> second(std::move(first));
// first and second are separate objects!
assert( &first != &second );
// New values, invariants still in place
assert( first == nullptr );
assert( second != nullptr );
// this doesn't affect first since it's a separate object
second.reset(new int);

换句话说，虽然您可以通过执行std::move(*this)将表达式*this转换为右值，但由于std::list<_tree>使用值语义而_tree本身具有值语义，因此现在无法实现您想要的。*Base.subtrees.begin()与Branch是不同的对象，对前者的修改不会影响后者。

切换到引用语义，如果这是你想要的(或需要的)，例如使用std::shared_ptr<_tree>和std::enable_shared_from_this(然后在构造函数中使用_root->add_branch(shared_from_this()))。但我不建议这么做，因为这会弄得一团糟。在我看来，值语义是非常可取的。

使用值语义，使用树可以像这样:

_tree Base(0, "base");
auto& Branch = Base.addBranch(1, "branch");

即，addBranch返回对新构造的节点的引用。在顶部添加一些move语义:

_tree Base(0, "base");
_tree Tree(1, "branch); // construct a node not connected to Base
auto& Branch = Base.addBranch(std::move(Tree));
// The node we used to construct the branch is a separate object
assert( &Tree != &Branch );

严格来说，如果_tree是可复制的，移动语义是不必要的，但Base.addBranch(Tree);也会工作。

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