复制语义和移动语义

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复制语义（Copy Semantics）涉及创建对象的深层次副本，包含对其所有成员（包括指向的动态资源）的复制。移动语义（Move Semantics）则是C++11引入的一种优化，它允许“窃取”临时对象的资源，避免不必要的复制。

以下是一个简单的Vector类的例子，该类具有动态分配的数组，用以展示复制语义和移动语义的区别：

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#include <algorithm> // For std::copy
#include <utility>   // For std::move

class Vector {
public:
    // 构造函数
    Vector(size_t size) : size_(size), data_(new int[size]) {}

    // 析构函数
    ~Vector() { delete[] data_; }

    // 拷贝构造函数（复制语义）
    Vector(const Vector& other) : size_(other.size_), data_(new int[other.size_]) {
        std::copy(other.data_, other.data_ + size_, data_);
    }

    // 移动构造函数（移动语义）
    Vector(Vector&& other) noexcept: size_(other.size_), data_(other.data_) {
        other.size_ = 0;   // 将other对象置于有效且确定的状态
        other.data_ = nullptr;
    }

    // 更多成员函数...

private:
    size_t size_;
    int* data_;
};

拷贝构造函数（复制语义）

当你使用拷贝构造函数创建一个新的Vector对象时，每个成员都会被复制到新对象中。对于动态分配的数组，会分配一块新的内存区域，并将原始数组的内容复制到这块新内存中。这保证了两个对象（原始对象和拷贝对象）之间的数据是完全独立的。

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Vector v1(10); // 创建一个Vector对象v1
Vector v2 = v1; // 使用拷贝构造函数创建v2作为v1的副本

在上述代码中，v2是v1的一个完整副本，v1和v2各自拥有各自的内存区域。

移动构造函数（移动语义）

当你使用移动构造函数创建一个新的Vector对象时，原始对象的资源（在这里是动态分配的数组）会被“移动”到新对象中，而原始对象则被置于一个有效但“空”的状态（在这里是data_指针设置为nullptr，size_设置为0）。这避免了不必要的复制，用于临时对象或即将被销毁的对象特别有效，因为它大幅度减少了性能开销。

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Vector v3(10); // 创建一个Vector对象v3
Vector v4 = std::move(v3); // 使用移动构造函数创建v4，"窃取" v3的资源

在上述代码中，v4现在拥有原本属于v3的内存，而v3现在不再拥有任何资源，因此不会在析构时释放v4正在使用的内存，从而避免了潜在的双重释放问题。

区别总结

  • 复制语义：在使用拷贝构造函数时，会创建对象的独立副本，包括复制动态分配的资源。
  • 移动语义：在使用移动构造函数时，会将资源的所有权从一个对象转移给另一个对象，通常这会留下一个处于安全但无资源的原始对象状态。