浅析vector容器(3)-使用移动语义提高性能_vector扩容时移动构造

浅析vector容器(1)-vector内存分配策略

浅析vector容器(2)-减少vector内存占用

浅析vector容器(3)-使用移动语义提高性能

在上一篇文章中，我们可知，在vector进行扩容或缩容的时候，元素的拷贝是不可避免的。既然拷贝是不可避免的，那么能不能较低拷贝的开销哪？

C++11中很大的一个特性是移动语义，移动语义可以将资源“偷”过来，避免了资源的拷贝和释放。在类有很大的资源时，使用移动语义可以大幅的提升类构造和赋值的性能。

接下来分析一下，移动语义是如何提升vector性能的。

定义一个用于测试的类

class A
{
public:
    A()
    {
        cout << "constuctor :" << this << endl;

        const char * s = "hello";
        int len = strlen(s);
        str_ = new char[len + 1];
        strcpy(str_, s);
    }

    A(const A &another)
    {
        cout << this << " cpy constructor from " << &another << endl;

        int len = strlen(another.str_);
        str_ = new char[len + 1];
        strcpy(str_, another.str_);
    }

    A(A &&another) noexcept
    {
        cout << this << " move constructor from " << &another << endl;

        this->str_ = another.str_;

        another.str_ = nullptr;
    }

    ~A()
    {
        cout << "deconstrutor :" << this << endl;
        if (str_)
        {
            delete[] str_;
        }
    }

private:
    char *str_;
};
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没有移动构造时

构造vector对象

A a;
vector<A> va(3,a);
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vector<A> va(3,a);执行完毕后，vector中有三个元素，且每个元素都有资源。

向vector中推入对象a

A a;
vector<A> va(3,a);

cout<<"============================"<<endl;

va.push_back(a);
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推入a元素之前，va并没有多余的空间，所以为了存放a元素，需要再开辟一段空间，将a元素推进去，同时还需要将之前的三个元素也拷贝过去。

在拷贝之前的三个元素时，会造成资源的拷贝和释放。

提供移动构造时

构造vector对象

A a;
vector<A> va(3,a);
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向vector中推入对象a

A a;
vector<A> va(3,a);

cout<<"============================"<<endl;

va.push_back(a);
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可以看到，在将旧空间中的三个元素搬移到新空间时，使用的是移动构造而不是拷贝构造。在移动构造时，直接将旧元素的资源给搬移过来了，而没有发生资源的拷贝和释放。

vector的空间在扩容时，需要将旧空间的元素复制到新的空间，使用移动构造，可以将旧空间中，旧元素的资源给“偷”到新空间的元素中，这样就可以避免资源的拷贝和释放，可以极大的提高性能。

移动构造必须加上noexcept

A(A &&another) noexcept
{
    cout << this << " move constructor from " << &another << endl;

    this->str_ = another.str_;

    another.str_ = nullptr;
}
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移动构造必须加上noexcept，否则vector不会使用移动构造，依然使用拷贝构造。

A a;
vector<A> va(3,a);

cout<<"============================"<<endl;

va.push_back(a);
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当A(A &&another)去掉noexcept后，使用的依然是拷贝构造。

以上截取自《C++性能优化指南》P111。

以上截取自《C++ primer（第五版）》P474。