101-move移动语义和forward完美转发

move移动语义和forward完美转发

vector使用右值的拷贝构造函数，可以直接用临时对象拷贝构造，直接将资源移动过来。

这里我们只讲述vector中的push_back方法；

匹配右值的push_back函数：

一个右值引用变量它本身还是一个左值。

但是此时val是一个左值，不会匹配右值的construct函数，只会匹配左值的construct函数。



可以看到，右值的临时对象匹配的是左值的construct函数

我们想要 匹配右值的push_back函数 中的construct函数匹配 右值construct函数！
怎么办？
使用移动语义，std::move()相当于将左值强制转换成右值引用类型。

move源代码：




现在可以匹配到右值引用的CMyString的拷贝构造。

但是上面的太复杂了，模仿vector库中的实现：
引用重叠：

• 左值引用+右值引用=左值引用
• 右值引用+右值引用=右值引用
  
  
  问题：
  不管形参是左值引用变量还是右值引用变量，val本身都是一个左值。
  这样会导致construct函数还是匹配的是左值引用的construct函数
  
  解决方法：
• 在模板函数调用construct中引入std::forward，可以返回val到底是左值还是右值
• forward:类型完美转发，能够识别左值和右值类型
• 可以根据参数val本身的定义识别出val是左值还是右值。如果val是左值类型它就会返回左值类型，调用construct的左值引用的函数。如果val是右值类型，它就返回右值类型，调用construct的右值引用的函数。
  
  运行结果：
  没有问题！
  
  运用这种思想，可以把construct函数也修改下：
  
  运行：没有问题
  
• forward是通过模板的非完全特例化实现的。
• move(左值)：移动语义，得到右值类型 (int&&)a

#include 
#include 
using namespace std;
 
template<typename T>
struct Allocator
{
	T* allocate(size_t size)//负责内存开辟
	{
		return (T*)malloc(sizeof(T) * size);
	}
	void deallocate(void *p)//负责内存释放
	{
		free(p);
	}
	/*void construct(T *p, const T &val)//负责对象构造
	{
		new (p) T(val); // 定位new
	}
	void construct(T *p, T &&val)//负责责对象构造
	{
		new (p) T(std::move(val));
		//定位new 强转成右值引用类型 调用底层的CMyString的右值引用的拷贝构造函数 
	}*/
	
	//可以用std::move强转成右值，也可以如下做法： 
	//无法区分右值和左值的简便的解决办法： 
	template<typename Ty>
	void construct(T *p, Ty &&val)
	{
		new (p) T(std::forward<Ty>(val));
	}
	void destroy(T *p)//负责对象析构
	{
		p->~T();// ~T()代表了T类型的析构函数
	}
};

/*
容器底层内存开辟，内存释放，对象构造和析构，都通过allocator空间配置器来实现
*/
template<typename T, typename Alloc = Allocator<T>>
class vector
{
public:
	vector(int size = 10)//构造函数 
	{
		//需要把内存开辟和对象构造分开处理
		//_first = new T[size];
		_first = _allocator.allocate(size);
		_last = _first;
		_end = _first + size;
	}
	~vector()//析构函数 
	{
		//析构容器有效的元素，然后释放_first指针指向的堆内存
		//delete[]_first;
		for (T *p = _first; p != _last; ++p)
		{
			_allocator.destroy(p);//把_first指针指向的数组的有效元素进行析构操作
		}
		_allocator.deallocate(_first);//释放堆上的数组内存
		_first = _last = _end = nullptr;
	}
	vector(const vector<T> &rhs)//拷贝构造函数 
	{
		int size = rhs._end - rhs._first;
		//_first = new T[size];
		_first = _allocator.allocate(size);
		int len = rhs._last - rhs._first;
		for (int i = 0; i < len; ++i)
		{
			//_first[i] = rhs._first[i];
			_allocator.construct(_first + i, rhs._first[i]);
		}
		_last = _first + len;
		_end = _first + size;
	}
	vector<T>& operator=(const vector<T> &rhs)//赋值函数 
	{
		if (this == &rhs)
			return *this;

		//delete[]_first;
		for (T *p = _first; p != _last; ++p)
		{
			_allocator.destroy(p);//把_first指针指向的数组的有效元素进行析构操作
		}
		_allocator.deallocate(_first);

		int size = rhs._end - rhs._first;
		//_first = new T[size];
		_first = _allocator.allocate(size);
		int len = rhs._last - rhs._first;
		for (int i = 0; i < len; ++i)
		{
			//_first[i] = rhs._first[i];
			_allocator.construct(_first + i, rhs._first[i]);
		}
		_last = _first + len;
		_end = _first + size;
		return *this;
	}
	void pop_back()//从容器末尾删除元素
	{
		if (empty())
			return;
		//--_last; //不仅要把_last指针--，还需要析构删除的元素
		--_last;
		_allocator.destroy(_last);
	}
	T back()const//返回容器末尾的元素的值
	{
		return *(_last - 1);
	}
	bool full()const { return _last == _end; }
	bool empty()const { return _first == _last; }
	int size()const { return _last - _first; }

	//
	/*void push_back(const T &val)//接收左值
	{
		if (full())
			expand();

		_allocator.construct(_last, val);
		_last++;
	}

	void push_back(T &&val)//接收右值 一个右值引用变量本身还是一个左值
	{
		if (full())
			expand();

		_allocator.construct(_last, std::move(val));
		//val本身还是左值啊。匹配的还是左值的construct。怎么办？ 
		//使用std::move把val 强转成右值引用类型 
		_last++;
	}*/
	//void push_back(CMyString &val)
	//CMyString&& + && = void push_back(CMyString&&val)
	template<typename Ty>//函数模板的类型推演 + 引用折叠
	void push_back(Ty &&val)//Ty CMyString& + && = CMyString&
	{
		if (full())
			expand();

		//move(左值)：移动语义，得到右值类型   (int&&)a
		//forward:类型完美转发，能够识别左值和右值类型
		_allocator.construct(_last, std::forward<Ty>(val));
		_last++;
	}
private:
	T *_first;//指向数组起始的位置
	T *_last;//指向数组中有效元素的后继位置
	T *_end;//指向数组空间的后继位置
	Alloc _allocator; // 定义容器的空间配置器对象

	void expand()//容器的二倍扩容
	{
		int size = _end - _first;
		//T *ptmp = new T[2 * size];
		T *ptmp = _allocator.allocate(2 * size);
		for (int i = 0; i < size; ++i)
		{
			//ptmp[i] = _first[i];
			_allocator.construct(ptmp + i, _first[i]);
		}
		//delete[]_first;
		for (T *p = _first; p != _last; ++p)
		{
			_allocator.destroy(p);
		}
		_allocator.deallocate(_first);
		_first = ptmp;
		_last = _first + size;
		_end = _first + 2 * size;
	}
};

int main()
{
	CMyString str1 = "aaa";
	vector<CMyString> vec;

	cout << "-----------------------" << endl;
	vec.push_back(std::move(str1));//CMyString&
	vec.push_back(CMyString("bbb"));//CMyString&& move  forword
	cout << "-----------------------" << endl;

	return 0;
}