Move 构造函数和 Move 重载赋值运算符有问题吗？

Question

fredoverflow（用户 237K Rep.）在他的两个答案中解释了大部分内容

但是在实现 Move 构造函数和重载 Move Assignment 运算符时（OMAO）（我在整个问题中都使用这些简短形式）我遇到了一些问题，我将把它们放在这里。

用户 Greg Hewgill（拥有 826K Rep. 的用户）也有另一个答案
我引用他的话，

Suppose you have a function that returns a substantial object then an ordinary C++ compiler will create a temporary object for the result of multiply(), call the copy constructor to initialize r, and then destruct the temporary return value. Move semantics in C++0x allow the "move constructor" to be called to initialize r by copying its contents, and then discard the temporary value without having to destruct it.

我也会提到这个问题。

好的我开始

代码

.cpp

#include"34_3.h"
#include<iostream>
#include<conio.h>
#include<cstring>

A::A()                                       // O arg ctor
{
    std::cout<<"0 arg constructor\n";
    p=0;
    s=nullptr;
        
}

A::A(int k1,const char *str)                 // 2 arg ctor
{
    std::cout<<"2 arg constructor\n";
    
    p=k1;
    s=new char[strlen(str)+1];
    strcpy(s,str);
    
}

A::A(const A &a)                             // copy ctor
{
    std::cout<<"copy constructor\n";
    
    p=a.p;
    s=new char[strlen(a.s)+1];
    strcpy(s,a.s);
    
}

A::A(A &&a)                                   // Move ctor
{
    std::cout<<"Move constructor\n";
    
    p=a.p;
    s=new char[strlen(a.s)+1];
    strcpy(s,a.s);
    a.s=nullptr;
    
}


A& A::operator=(const A &a)                 // Overloaded assignement opeator `OAO`
{
    std::cout<<"overloade= operator\n";
    
    p=a.p;
    s=new char[strlen(a.s)+1];
    strcpy(s,a.s);
    return *this;
    
}


A& A::operator=(A &&a)                        // `OMAO`
{
    std::cout<<"Move overloade = operator\n";
    
    p=a.p;
    s=new char[strlen(a.s)+1];
    strcpy(s,a.s);
    a.s=nullptr;
    return *this;
    
}

A::~A()                                       // Dctor
{
    delete []s;
    std::cout<<"Destructor\n";
    
}

void A::display()
{
    std::cout<<p<<" "<<s<<"\n";
    
}

.h

#ifndef header
#define header

struct A
{
    private:
        int p;
        char *s;
    public:
        A();                            //  0 arg ctor
        A(int,const char*);             //  2 arg ctor
        A(const A&);                    //  copy ctor
        A(A&&);                         //  Move ctor
        
        A& operator=(const A&);         // `OAO`
        A& operator=(A&&);              // `OMAO`
        
        ~A();                           // dctor
        
        void display(void);
        
};
#endif

我在这里放了几个主要函数及其输出，这样我就可以轻松地讨论这个问题。

1_main

A make_A();
int main()
{
    A a1=make_A();
    
    a1.display();
    
}
A make_A()
{
    A a(2,"bonapart");
    return a;
    
}

输出

2 arg constructor
2 bonapart
Destructor

为什么它不执行 Move 构造函数但是如果我注释掉 .cpp 文件中的 Move 构造函数定义和 .h 文件中的声明然后它给出错误 [Error] no matching function for call to 'A::A(A)' 如果我使用这个 A a1=std::move(make_A()); 然后移动构造函数调用，那么为什么会这样？
为什么 make_A() 函数中对象 a 的析构函数不是运行？

2_main()

A make_A();
int main()
{
    A a1;
    a1=make_A();
    
    a1.display();
    
}
A make_A()
{
    A a(2,"bonapart");
    return a;
    
}

输出

0 arg ctor
2 arg ctor
Move overloade = operator
copy ctor
Dctor
Dctor
2 bonapart
Dctor

现在这里复制构造函数和析构函数为由于 return *this 来自 Move 重载 = 运算符函数而创建的临时对象运行。根据 Greg Hewgill 的说法，C++ 0x 允许调用 Move 构造函数来通过复制它的内容来初始化，然后丢弃临时值而不必破坏它。我正在使用 C++11 但仍然通过创建临时对象、复制构造函数来完成初始化。
我不知道第二个析构函数是哪个对象运行?

3_main

fredoverflow（用户 237K Rep.）保留了 return 类型的 Move 重载运算符 A& 但我认为这是错误的。

A make_A();
int main()
{
    A a1,a2;
    a2=a1=make_A();
    
    a1.display();
    a2.display();
    
}
A make_A()
{
    A a(2,"bonapart");
    return a;
    
}

输出

[Error] prototype for 'A& A::operator=(A&&)' does not match any in class 'A'

所以我觉得 return 类型应该是 A&& 或 A 但是 A&& 也会报错 [ERROR] can't bind a lvalue to a&&

所以 return 类型必须是 A，对吗？

4

在 Move 构造函数和 Move 重载 = 运算符中，我使用了 a.s=nullptr; 此语句始终用于 Move 语义 fredoverflow(user) 解释了类似“现在源不再拥有该对象”之类的内容，但我不是在做了。因为如果我没有写这个声明仍然没有问题一切正常。请解释这一点

Answer 1

1_main: 由于复制省略，移动构造函数未执行交换完成后观察到额外的析构函数，临时对象被销毁。

2_main：与 1_main 中的观察结果相同，其中调用了移动运算符

3_main: 出现该错误是因为您使用的是低版本的编译器。可能需要指定 -std=c++11

4: a.s=nullptr 不是移动的情况，因为你正在分配新的内存并进行某种复制。例如

A::A(A &&a)                                   // Move ctor
{
    std::cout<<"Move constructor\n";       
    p=a.p;
    s=a.s;
    a.s=nullptr; 
    a.p=0;
}

Answer 2

您的 class A 有几个问题：

您的赋值运算符不处理自赋值和泄漏：

A& A::operator=(const A& a)
{
    std::cout<<"overload operator=\n";
    if (this != &a)
    {
        p = a.p;
        delete[] s;
        s = new char[strlen(a.s) + 1];
        strcpy(s, a.s);
    }
    return *this;
}

你的着法没有移动但复制：

A::A(A&& a) : p(a.p), s(a.s)
{
    a.s = nullptr;
    std::cout << "Move constructor\n";
}

A& A::operator=(A&& a)
{
    std::cout << "Move overload operator=\n";

    if (this != &a) {
        p = a.p;
        delete [] s;
        s = a.s;
        a.s = nullptr;
    }
    return *this;
}

现在，大约

A make_A()
{
    A a(2,"bonapart"); // Constructor
    return a;
}

由于潜在的拷贝省略 (NRVO)，有几种情况（gcc 有标志 -fno-elide-constructors 来控制它）

如果 NRVO 适用，则 a 是“就地”构造，因此不会发生额外的 destruction/move；

否则有一个移动构造函数和a的销毁。

A make_A()
{
    A a(2,"bonapart"); // #2 ctor(int const char*)
    return a; // #3 move (elided with NRVO)
} // #4 destruction of a, (elided with NRVO)

int main()
{
    A a1; // #1: default ctor
    a1 = // #5: Move assignment (done after make_A)
      make_A(); // #6: destructor of temporary create by make_A

    
    a1.display();
} // #8: destructor of a1

使用 NRVO

default ctor
ctor(int const char*)
move assignment
destructor
display
destructor

没有 NRVO (-fno-elide-constructors)

default ctor
ctor(int const char*)
move ctor
destructor
move assignment
destructor
display
destructor

Demo

对于

A a1,a2;
a2 = a1 = make_A();

a1 = make_A(); 使用移动赋值。 a2 = (a1 = make_A()) 使用复制赋值作为移动赋值 returns（正确）A&

4 In Move constructor and Move overloaded = operator I used a.s=nullptr; This statement is always used in Move semantics fredoverflow(user) explained something like "now the source no longer owns the object it" but I am not getting it. Because if I did not write this statement still no problem everything works fine. please explain this point

你的问题是你复制而不是移动。

如果你s = a.s;而不是复制

s = new char[strlen(a.s) + 1];
strcpy(s, a.s);

然后 this->s 和 a.s 将指向相同的数据，并且 this 和 a 将在它们的析构函数中释放（相同的）内存 -> double免费错误。

a.s = nullptr; 会解决这个问题。

Move 构造函数和 Move 重载赋值运算符有问题吗？

problems with Move constructor and Move overloaded assignment operator?

c++

destructor

move

rvalue-reference

move-semantics

代码

.cpp

.h

1_main

输出

2_main()

输出

3_main

输出

4