条款29：认识移动操作的缺点

条款29：认识移动操作的缺点

• 假定移动操作不存在，成本高，未被使用

移动语义简介

C++11 引入移动语义，允许用开销低的移动操作替代高成本的复制操作，从而提升性能。编译器会在满足条件时默认生成移动构造函数和移动赋值操作。

但是：

• 并不是所有类型都支持移动操作。
• 有些移动操作并不比复制操作快。
• 移动操作若未声明 noexcept，可能导致编译器退化使用复制操作以保证异常安全。

为什么要假定移动操作“不存在”？

在泛型代码或模板中，无法保证传入的类型支持移动操作。很多旧代码和部分第三方库仍未提供移动操作。此时，应该假定移动操作不可用或开销较高，避免对移动的依赖。

移动开销示例对比

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <utility>

class Widget {
public:
    Widget() { std::cout << "Widget 默认构造\n"; }
    Widget(const Widget&) { std::cout << "Widget 拷贝构造\n"; }
    Widget(Widget&&) noexcept { std::cout << "Widget 移动构造\n"; }
};

std::vector<Widget> vw1(3);

template<typename T>
void logAndAdd(std::vector<Widget> vec, T&& item) {
    vec.emplace_back(std::forward<T>(item));
    std::cout << "添加元素\n";
}

int main() {
    Widget w;

    // 传入左值，调用拷贝构造
    logAndAdd(vw1, w);

    // 传入右值，调用移动构造
    logAndAdd(vw1, Widget());

    // 假设 Widget 不支持移动，右值会退化为拷贝
}

• 传入左值：调用拷贝构造，性能开销较大。
• 传入右值且支持移动：调用移动构造，效率更高。
• 不支持移动或移动开销大：即使传入右值，也会调用拷贝构造。

标准容器中的移动差异

• std::vector：数据存储在堆上，移动操作只需要指针的复制和清空，开销非常低，常数时间。
• std::array：数据存储在对象内部，移动操作需要逐个元素移动，开销是线性时间。

小字符串优化（SSO）对移动的影响

• 许多 std::string 实现采用 SSO，将短字符串存储在内部缓冲区，不分配堆内存。
• 移动这类短字符串的操作与拷贝开销相近，移动不一定更快。

总结与建议

• 通用代码（如模板）应假定移动操作不可用，不依赖移动优化，做好拷贝准备。
• 已知类型或自己控制的代码，可安全使用移动语义提升性能。
• 对于支持移动的类型，确保移动操作声明为 noexcept，以允许编译器使用移动而非拷贝。

万能引用相关说明

万能引用（又称通用引用）允许函数模板接受左值和右值，通过 std::forward 实现完美转发。示例如下：

template<typename T>
void func(T&& param) {
    process(std::forward<T>(param)); // 保持参数左值/右值属性
}

在调用时：

• 传入左值，T 推导为左值引用，param 实际类型是左值引用。
• 传入右值，T 推导为非引用类型，param 实际类型是右值引用。

但在实际使用中，若 param 的类型不支持移动，转发右值仍可能退化为拷贝。