std::move 如何使原始变量的值无效？

Question

以下来自 cpp reference 的例子：

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

int main()
{
    std::string str = "Hello";
    std::vector<std::string> v;

    // uses the push_back(const T&) overload, which means 
    // we'll incur the cost of copying str
    v.push_back(str);
    std::cout << "After copy, str is \"" << str << "\"\n";

    // uses the rvalue reference push_back(T&&) overload, 
    // which means no strings will be copied; instead, the
    // Contents of str will be moved into the vector.  This is
    // less expensive, but also means str might now be empty.
    v.push_back(std::move(str));
    std::cout << "After move, str is \"" << str << "\"\n";

    std::cout << "The contents of the vector are \"" << v[0]
              << "\", \"" << v[1] << "\"\n";
}

使用std::move可能会导致原值丢失。对我来说，它看起来像

v.push_back(std::move(str))

导致创建新成员 v[1]。然后，

&v[1] = &str

但是为什么它会破坏str中的值呢？没有意义。

有很多关于std::move的复杂教程，比我自己的问题更难理解。

谁能写下

v.push_back(std::move(str))

相当于使用 c++03?

我正在寻找一种易于理解且不包含 x-value 、static_cast、remove_reference 等先决条件的解释，因为它们本身需要理解 std::move 首先。请避免这种循环依赖。

这些链接也没有回答我的问题：7510182, 3413470

因为我想知道 str 是如何造成伤害的，而不是 v[1] 会发生什么。

也欢迎使用伪代码，只要它像c++03一样简单。

更新：为避免复杂化，让我们考虑一个更简单的 int 示例，如下所示

int x = 10;
int y = std::move(x);
std::cout << x;

Answer 1

根据具体实现，std::move 可以是内部内存地址的简单交换。

如果你运行下面的代码http://cpp.sh/9f6ru

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
  std::string str1 = "test";
  std::string str2 = "test2";

  std::cout << "str1.data() before move: "<< static_cast<const void*>(str1.data()) << std::endl;
  std::cout << "str2.data() before move: "<< static_cast<const void*>(str2.data()) << std::endl;

  str2 = std::move(str1);
  std::cout << "=================================" << std::endl;

  std::cout << "str1.data() after move: " << static_cast<const void*>(str1.data()) << std::endl;
  std::cout << "str2.data() after move: " << static_cast<const void*>(str2.data()) << std::endl;
}

您将得到以下输出：

str1.data() before move: 0x363d0d8
str2.data() before move: 0x363d108
=================================
str1.data() after move: 0x363d108
str2.data() after move: 0x363d0d8

但结果可能因编译器和标准库的实现而异。

但实现细节可能更加复杂 http://cpp.sh/6dx7j。如果您查看您的示例，那么您会发现为字符串创建副本并不一定需要为其内容分配新内存。这是因为几乎所有对 std::string 的操作都是只读的或需要分配内存。所以实现可以决定只做浅拷贝：

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

int main()
{
  std::string str = "Hello";
  std::vector<std::string> v;

  std::cout << "str.data() before move: "<< static_cast<const void*>(str.data()) << std::endl;

  v.push_back(str);
  std::cout << "============================" << std::endl;
  std::cout << "str.data()  after push_back: "<< static_cast<const void*>(str.data()) << std::endl;
  std::cout << "v[0].data() after push_back: "<< static_cast<const void*>(v[0].data()) << std::endl;

  v.push_back(std::move(str));
  std::cout << "============================" << std::endl;

  std::cout << "str.data()  after move: "<< static_cast<const void*>(str.data()) << std::endl;
  std::cout << "v[0].data() after move: "<< static_cast<const void*>(v[0].data()) << std::endl;
  std::cout << "v[1].data() after move: "<< static_cast<const void*>(v[1].data()) << std::endl;
  std::cout << "After move, str is \"" << str << "\"\n";


  str = std::move(v[1]);
  std::cout << "============================" << std::endl;
  std::cout << "str.data()  after move: "<< static_cast<const void*>(str.data()) << std::endl;
  std::cout << "v[0].data() after move: "<< static_cast<const void*>(v[0].data()) << std::endl;
  std::cout << "v[1].data() after move: "<< static_cast<const void*>(v[1].data()) << std::endl;
  std::cout << "After move, str is \"" << str << "\"\n";
}

输出为

str.data() before move: 0x3ec3048
============================
str.data()  after push_back: 0x3ec3048
v[0].data() after push_back: 0x3ec3048
============================
str.data()  after move: 0x601df8
v[0].data() after move: 0x3ec3048
v[1].data() after move: 0x3ec3048
After move, str is ""
============================
str.data()  after move: 0x3ec3048
v[0].data() after move: 0x3ec3048
v[1].data() after move: 0x601df8
After move, str is "Hello"

如果你看一下：

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

int main()
{
  std::string str = "Hello";
  std::vector<std::string> v;

  std::cout << "str.data() before move: "<< static_cast<const void*>(str.data()) << std::endl;

  v.push_back(str);
  std::cout << "============================" << std::endl;
  str[0] = 't';
  std::cout << "str.data()  after push_back: "<< static_cast<const void*>(str.data()) << std::endl;
  std::cout << "v[0].data() after push_back: "<< static_cast<const void*>(v[0].data()) << std::endl;

}

那么您会假设 str[0] = 't' 只会替换原位的数据。但不一定如此http://cpp.sh/47nsy.

str.data() before move: 0x40b8258
============================
str.data()  after push_back: 0x40b82a8
v[0].data() after push_back: 0x40b8258

移动基元，如：

void test(int i) {
  int x=i;
  int y=std::move(x);
  std::cout<<x;
  std::cout<<y;
}

大部分会被编译器完全优化掉：

  mov ebx, edi
  mov edi, offset std::cout
  mov esi, ebx
  call std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int)
  mov edi, offset std::cout
  mov esi, ebx
  pop rbx
  jmp std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int) # TAILCALL

两个std::cout使用相同的寄存器，x和y完全优化掉了。

Answer 2

std::move 是一个简单的转换为右值引用。它实际上 没有做 任何事情。

所有的魔法都发生在函数中接收这样的右值引用，如果他们接受它作为右值引用。他们将其视为 无情地掠夺 那些对象的许可，从而避免了实际分配资源的需要，否则就不需要进行复制的繁重工作。在分配时交换源和目标以避免清理的需要。

因此，使用移动语义通常效率更高（一个人可以做的更快，相信我），并且不太可能抛出异常（资源获取很容易失败），以破坏源为代价。

所有这一切都是由被称为 std::move 的小型伪装演员启用的，它本身不做任何事情。

std::move 如何使原始变量的值无效？

How does std::move invalidates the value of original variable?

c++

move

move-semantics

c++11

stdmove