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Estoy tratando de crear una clase que gestiona la memoria de un array de enteros con sus respectivos metodos constructor de copia, el destructor y el operador de asignacion de copia, pero no entiendo bien como se hacen los metodos con la semantica de movimiento.

class IntArray{
    int size_;
    int *array_; // puntero a entero
public:
    IntArray(int size);
    IntArray(const IntArray &other);            // constructor de copia
    ~IntArray();                                // destructor
    IntArray &operator=(const IntArray &other); // asignacion de copia
};

entiendo que tienen que ser un constructor y un operador de asignacion

IntArray(IntArray &&other);
IntArray &operator=(IntArray &&other);

pero que logica tienen que tener los metodos para que funcionen??

3 respuestas 3

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Introducción.

Para entender las semánticas de movimiento, hay que entender los objetos temporales de C++. Un objeto temporal es un objeto que se crea como parte de una expresión y que se destruirá cuando la expresión finalice. Sin entrar en detalles pues resultaría en una respuesta demasiado larga, te muestro dos ejemplos típicos de objetos temporales en C++:

  1. Llamadas a función.
    void f(std::string s) { … }
    
    …
    
    f("Hola mundo!"); // <-- Aquí hay un objeto temporal!
    
    la función recibe un objeto std::string pero la estamos llamando con un literal de cadena (cuyo tipo es char[12]), así que se construye un std::string temporal y anónimo el cuál será copiado (con el constructor de copia de std::string) en el argumento de la función.
  2. Conversiones implícitas.
    struct S { S(int) { … } };
    
    …
    
    S s = 1; // <-- Aquí hay un objeto temporal!
    
    El objeto S es construible con un entero (int) así que podemos usar un entero para asignarlo a una instancia de S. Esto crea un objeto S temporal y anónimo con el constructor S::S(int) el cuál después se copiará a la instancia s con el operador de asignación S &operator=(const S &).

Ambos puntos son más o menos lo mismo, pero sirven para entender el concepto en diferentes contextos.

Ejemplo.

Las semánticas de movimiento se añadieron a C++ en el estándar C++11 como solución a los problemas de rendimiento que supone hacer continuamente copias de objetos (con constructor de copia u operador de asignación) que se iban a descartar (los temporales). A partir de dicho estándar es posible hacer referencia y nombrar los objetos temporales mediante una ROT "Referencia a Objeto Temporal" (RValue reference en inglés); la sintaxis de una ROT es tipo &&nombre, fíjate que el && no es el operador AND en este contexto.

Con la capacidad de poder referenciar temporales podemos reescribir los ejemplos anteriores:

#define P std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << '\n';

void f(const std::string &s) { P; }
void f(std::string &&s) { P; }

struct S
{
    S(int) { P; }
    S(const S &) { P; }
    S(S &&) { P; }
};

int main(int argc, char **argv)
{
    std::string holamundo = "Hola mundo!";
    f("Hola mundo!");
    f(std::string{});
    f(holamundo);

    S s1 = 1;
    S s2{std::move(S{2})};

    return 0;
}

El código anterior muestra la siguiente salida:

void f(string&&)
void f(string&&)
void f(const string&)
S::S(int)
S::S(int)
S::S(S&&)

Explicación y excepciones.

Las dos primeras llamadas a f se hicieron con un temporal y en consecuencia se llamó la versión de la función que acepta temporales. En cuanto a la segunda construcción de S, hemos necesitado llamar a la función std::move para que el constructor de movimiento sea llamado ¿Por qué? y por cierto ¿Por qué no se ve el constructor de copia de S en la salida?.

Los compiladores C++ llevan a cabo una optimización conocida como "elisión de copia", esta optimización consiste en detectar objetos que deberían ser copiados de un contexto a otro para en lugar de construir-y-copiar, construirlos directamente en el contexto final, por eso no se ve el constructor de copia de S en la salida y por eso necesitamos usar std::move para forzar la llamada al constructor de movimiento… ya que de lo contrario se lanzaría una elisión de copia.

Antes de C++17 la elisión de copia no estaba estandarizada y quedaba al criterio del compilador aplicarla o no, a partir de C++17 la elisión de copia está garantizada siempre que sea posible por lo que muchas semánticas de movimiento se llevan a cabo sin RAT ni los constructores/operadores asociados.

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Primero debes saber qué es un lvalue y un rvalue.

En pocas palabras, un lvalue es una variable, que puede aparecer tanto a la derecha como a la izquierda de una expresión. Un rvalue es un valor temporal que solo puede aparecer a la derecha.

Por ejemplo:

// n es un lvalue y 1 es un rvalue
int n = 1;

// x también es un lvalue
// n no deja de ser un lvalue
int x = n;

Si necesitas profundizar, aquí hay algunas preguntas sobre el tema:


Existen 2 tipos de referencias, una a lvalues y otra a rvalues. Se denotan con & y && respectivamente.

Por lo tanto el constructor y el operador de movimiento, reciben un valor temporal. Está a punto de morir, así que puedes tomar lo que quieras de este objeto y ahorrarte trabajo.

En tu caso, es conveniente implementarlos así:

IntArray(IntArray &&other) {
    // Nos quedamos con la memoria que ya reservó el otro objeto
    array_ = other.array_;
    size_ = other.size_;

    // Y le quitamos el puntero para que el destructor no la libere
    other.array_ = nullptr;
}

IntArray &operator=(IntArray &&other){
    // Si se llama este operador, seguramente el objeto
    // ya haya reservado memoria, así que la liberamos
    delete[] array_;

    // Y hacemos lo mismo que en el constructor
    array_ = other.array_;
    size_ = other.size_;

    other.array_ = nullptr;
    return *this;
}
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  • al operador de asignacion solo le falta retornar el objeto del puntero this, por lo demas lo entendi, la logica es que nos quedamos con las propiedades del objeto other.
    – Eipo
    Commented el 20 mar. a las 23:01
  • @Eipo cierto. Bien visto.
    – Mateo
    Commented el 20 mar. a las 23:10
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Si ya has definido un constructor de copia

IntArray(const IntArray &other);

Entonces no es necesario que añadas el operador de asignación

IntArray &operator=(const IntArray &other); // asignacion de copia

Al realizar una copia por asignación, por ejemplo en...

IntArray a(10);
IntArray b = a;

Se invocará automaticamente al constructor de copia. En la implementación de este contructor de copia debes:

  1. copiar el valor de size_ del IntArray que te pasan por parametro;
  2. inicializar array_ con size_ bytes de memoria
  3. copiar la memoria de other.array_ en el nuevo array_ (usando memcpy, por ejemplo)
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    Sí es necesario. Cuando asignas la variable en la declaración se ejecuta el constructor correspondiente. Las próximas veces que asignas la variable se ejecuta el operador.
    – Mateo
    Commented el 19 mar. a las 17:44

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