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面试题:C++ std::move 与代码整体逻辑可读性的权衡

假设有一个复杂的 C++ 类层次结构,其中涉及到资源管理和对象移动语义。在实现其中某个类的移动构造函数时,如何合理使用 std::move 来保证代码既有较好的性能,又能维持较高的可读性?请详细说明思路,并给出关键代码片段。
38.5万 热度难度
编程语言C++

知识考点

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面试题答案

一键面试

思路

  1. 理解移动语义:移动构造函数的目的是从源对象“窃取”资源,而不是复制。std::move 用于将左值转换为右值,允许我们进行资源的“移动”操作。
  2. 资源管理:对于复杂类层次结构中涉及的资源,如动态分配的内存、文件句柄等,在移动构造函数中,源对象的资源应该被转移到新对象,并且源对象应处于一个可析构的安全状态(通常是资源被清空)。
  3. 性能与可读性平衡:使用 std::move 时,应确保代码逻辑清晰,避免过度复杂的表达式。对于每个需要移动的成员变量,使用 std::move 进行移动操作。

关键代码片段

class ComplexResource {
public:
    // 假设这里有动态分配的内存作为资源
    int* data;
    int size;

    ComplexResource(int s) : size(s) {
        data = new int[s];
        // 初始化数据
        for (int i = 0; i < s; ++i) {
            data[i] = i;
        }
    }

    // 移动构造函数
    ComplexResource(ComplexResource&& other) noexcept : data(other.data), size(other.size) {
        other.data = nullptr;
        other.size = 0;
    }

    // 析构函数
    ~ComplexResource() {
        delete[] data;
    }
};

class OuterClass {
public:
    ComplexResource res;
    int otherData;

    OuterClass(int s, int value) : res(s), otherData(value) {}

    // 移动构造函数
    OuterClass(OuterClass&& other) noexcept : res(std::move(other.res)), otherData(other.otherData) {
        other.otherData = 0;
    }
};

在上述代码中,ComplexResource 类的移动构造函数将源对象的 data 指针和 size 直接接管,并将源对象的 data 设为 nullptrsize 设为 0OuterClass 的移动构造函数使用 std::move 移动其成员 res,并直接接管 otherData,同时将源对象的 otherData 清零,保证源对象处于可析构的安全状态。这样既实现了较好的性能(避免了不必要的复制),又保持了较高的可读性。