«переходить» из стека в кучу?

Question

Мне нужно написать оболочку C вокруг библиотеки C ++, и мне нужны объекты, расположенные в куче.Функции и методы библиотеки C ++ используют и возвращают объекты, расположенные в стеке.

Я знаю, я могу "перенести" объект из стека в кучу с помощью копирования, т.е. auto heapObj = new Foo(stackObj);, но хотел бы избежать копированияи попробуйте вместо этого move, если смогу.

Кажется, это "работает" (к моему удивлению).За кулисами происходит копия?Если нет, безопасно ли использовать этот шаблон?

main.h

class Foo {
   public:
    std::vector<int> big;

    explicit Foo(size_t len);

    Foo(Foo&& other) noexcept;

    // remove copy constructor
    Foo(const Foo &) = delete;

    // delete assignment operator
    Foo &operator=(const Foo &) = delete;


    size_t size();
};

main.cpp

#include <iostream>
#include "main.h"

Foo::Foo(size_t len) : big(len) {}

Foo::Foo(Foo&& other) noexcept : big(std::move(other.big)) {}

size_t Foo::size() { return this->big.size(); }

int main() {
    Foo ms(1000);  // on the stack
    ms.big[0] = 42;

    auto mh = new Foo(std::move(ms));  // on the heap (no copy?)

    std::cout << mh->size() << ", " << mh->big[0] << std::endl;

    delete mh;
}

Answer 1

Каждый раз, когда движение "действительно происходит", это потому, что внутри перемещенной вещи есть некоторый косвенный ресурс .Некоторый ресурс, на который ссылается дескриптор, который можно дешево поменять местами (например, скопированный указатель; указатель остается там, где он был).Обычно это достигается с помощью указателей на динамически размещаемые объекты, такие как данные, хранящиеся в векторе.

То, что вы пытаетесь переместить, - это вектор.Таким образом, он уже динамически распределен , и перемещение легко.На самом деле не имеет значения, где находится реальный объект std::vector и где живет Foo - если есть косвенный ресурс, перемещение возможно.

В других случаях конструктор перемещения или перемещениеприсваивание фактически просто вызовет копию любых данных внутри.Когда все (рекурсивно) в «вещи» имеет автоматическую продолжительность хранения, вы можете в значительной степени гарантировать, что потребуется копия.Но это не тот случай.

Answer 2

Прежде всего, перемещение int или указателя эквивалентно копии.То есть, если у вас было

struct X {
  int a, b;
  int* data;
};

, то его перемещение не будет дешевле, чем его копирование (пока игнорируем владение data).По совпадению, вышесказанное в основном то, как выглядит std::vector издалека: член size и capacity плюс некоторый указатель на кусок памяти.

Важная вещь о перемещении по сравнению с копированием - это то, что происходит с владением ресурсами .std::vector владеет некоторой кучей памяти (data).Если вы копируете a std::vector, то эта кучная память должна быть скопирована, чтобы и оригинал, и копия могли владеть своими собственными данными.Но если вы переместите его, тогда только вектор перемещения должен сохранить владение, поэтому указатель data может быть передан от одного к другому (вместо всех данных), потому что владение можетбыть «украденным» из перемещенного объекта.

Вот почему нет никакого конфликта в «перемещении» вашего объекта из стека в кучу: сам объект по-прежнему в основном копируется из одного места в другое, но ресурсы, которыми он (или его подобъекты, такие как big) владеют, не копируются, а перемещаются («украдены»).