面试题：C++ 移动语义在容器中的应用

分析

当从 std::vector<MyClass> 中移除一个元素时，std::vector 通常会使用拷贝构造函数来移动后续元素以填补移除元素的位置。如果 MyClass 包含动态资源，使用拷贝构造函数可能会导致不必要的资源复制。通过重载 MyClass 的移动构造函数和移动赋值运算符，可以让 std::vector 在移除元素时使用移动语义，从而提高资源转移效率。

代码示例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    std::unique_ptr<int> data;

    // 构造函数
    MyClass() : data(std::make_unique<int>(0)) {
        std::cout << "MyClass constructor" << std::endl;
    }

    // 拷贝构造函数
    MyClass(const MyClass& other) : data(std::make_unique<int>(*other.data)) {
        std::cout << "MyClass copy constructor" << std::endl;
    }

    // 移动构造函数
    MyClass(MyClass&& other) noexcept : data(std::move(other.data)) {
        std::cout << "MyClass move constructor" << std::endl;
    }

    // 拷贝赋值运算符
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
        if (this != &other) {
            data = std::make_unique<int>(*other.data);
        }
        std::cout << "MyClass copy assignment operator" << std::endl;
        return *this;
    }

    // 移动赋值运算符
    MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {
        if (this != &other) {
            data = std::move(other.data);
        }
        std::cout << "MyClass move assignment operator" << std::endl;
        return *this;
    }

    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass destructor" << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::vector<MyClass> vec;
    vec.emplace_back();
    vec.emplace_back();

    auto it = vec.begin();
    vec.erase(it);

    return 0;
}

在上述代码中：

MyClass 包含一个 std::unique_ptr<int> 来管理动态资源。
定义了拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值运算符和移动赋值运算符。
在 main 函数中，创建了一个 std::vector<MyClass>，插入两个元素，然后移除第一个元素。当移除元素时，如果移动构造函数和移动赋值运算符定义正确，std::vector 将使用移动语义。

性能陷阱

未定义移动操作：如果没有定义移动构造函数和移动赋值运算符，std::vector 将使用拷贝操作，这可能导致性能下降，尤其是在动态资源较大时。
异常安全：移动操作通常标记为 noexcept，以告知编译器该操作不会抛出异常。如果移动操作可能抛出异常，std::vector 的某些操作（如 erase）可能无法提供强异常安全保证。
容量变化：当 std::vector 的容量不足时，插入或移除元素可能导致内存重新分配。这会涉及到元素的拷贝或移动，如果元素数量较多，可能会带来性能开销。在移除元素后，如果预计不会再添加大量元素，可以考虑调用 vec.shrink_to_fit() 来减少不必要的内存占用。

星途面试题库

面试题：C++ 移动语义在容器中的应用

知识考点

面试题答案

分析

代码示例

性能陷阱