試圖編寫可以從std :: string中移動語義的字符串類

Question

我正在編寫自己的字符串類，僅僅是爲了學習和鞏固一些知識。我有一切工作，除了我想有一個使用移動語義與std :: string的構造函數。

在我的構造函數中，我需要複製並清空std :: string數據指針和其他東西，它需要留在一個空的但有效的狀態，而不刪除字符串指向的數據，我該怎麼辦這個？

到目前爲止，我有這個

class String 
{ 
private: 
char* mpData; 
unsigned int mLength; 
public: 
String(std::string&& str) 
    :mpData(nullptr), mLength(0) 
    { 
    // need to copy the memory pointer from std::string to this->mpData 

    // need to null out the std::string memory pointer 
    //str.clear(); // can't use clear because it deletes the memory 
    } 
~String() 
{ 
delete[] mpData; 
mLength = 0; 
} 

Answer 1

有沒有辦法做到這一點。 std::string的實現是實現定義的。每個實施是不同的。

此外，不能保證該字符串將包含在動態分配的數組中。某些std::string實現執行小型字符串優化，其中小字符串存儲在std::string對象本身內部。

Answer 2

我解釋了一個問題，「我可以在正確的行爲，此舉構造結果」而不是「我可以讓移動構造函數優化快」。

如果問題是嚴格的，「有沒有竊取的std :: string內部存儲器的便攜式辦法」，那麼答案是「沒有，因爲在沒有提供任何‘轉讓記憶所有權’操作公共API「。

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從this explanation of move semantics下面的報價提供了「移動構造」的一個很好的總結...

的C++ 0x引入了一個叫做「右值引用」，除其他事項外 新機制，允許我們通過函數 重載來檢測右值參數。我們所要做的就是編寫一個具有右值 引用參數的構造函數。在構造函數內部，只要我們將它放在某個有效狀態，我們就可以做任何我們想要的源代碼。

基於這個描述，在我看來，你可以實現「移動語義」構造函數（或「移動構造函數」）而不必強制實際竊取內部數據緩衝區。 的範例：

String(std::string&& str) 
    :mpData(new char[str.length()]), mLength(str.length()) 
    { 
    for (int i=0; i<mLength; i++) mpData[i] = str[i]; 
    } 

據我瞭解，移動語義的一點是，如果你想你可以更有效。由於傳入的對象是暫時的，它的內容不需要保存 - 所以盜取它們是合法的，但它不是強制性的。也許，如果你沒有轉移一些基於堆的對象的所有權，那麼實現這一點就沒有意義，但它看起來應該是合法的。也許它作爲一個墊腳石是有用的 - 即使這不是全部內容，也可以儘可能多地竊取。

順便說一句，有一個密切相關的問題here其中正在構建相同種類的非標準字符串，幷包括std :: string的移動構造函數。然而，類的內部是不同的，並且建議std :: string在內部可能內置了對移動語義的支持（std :: string - > std :: string）。

Answer 3

以下實現完成所要求的內容，但存在一定風險。

注意對這種做法：

• 它使用的std :: string來管理分配的內存。在我看來，像這樣分配分配是個好主意，因爲它減少了單個類試圖完成的事情的數量（但由於使用了指針，這個類仍然存在與編譯器生成的副本相關的潛在錯誤操作）。

• 我廢除了delete的操作，因爲該操作現在由allocation對象自動執行。

• 它會調用所謂的未定義的行爲如果使用mpData修改底層數據。它是未定義的，如here所示，因爲標準說它是未定義的。不過，我想知道，如果存在const char * std::string::data()的行爲與T * std::vector::data()不同的真實世界的實現 - 通過這些實現，這樣的修改將是完全合法的。通過data()進行的修改可能不會反映在後續訪問allocation中，但基於this question的討論，假設通過allocation對象不再進行任何更改，似乎不太可能會導致不可預知的行爲。

• 難道真的是優化移動語義？這可能是實現定義的。它也可能取決於傳入字符串的實際值。正如我在其他答案中指出的那樣，移動構造函數提供了一種優化機制 - 但它並不保證會發生優化。

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class String 
{ 
private: 
char* mpData; 
unsigned int mLength; 
std::string allocation; 
public: 
String(std::string&& str) 
    : mpData(const_cast<char*>(str.data())) // cast used to invoke UB 
    , mLength(str.length()) 
    , allocation(std::move(str)) // this is where the magic happens 
    {} 
};