¿Qué hace std::move
?
std::move
convierte un Lvalue
en un Rvalue
.
¿Para qué sirve std::move
?
C++11 añade un nuevo constructor al catálogo. Su firma sería POO(POO&&)
. Este constructor, si se ha definido, se invoca automáticamente cuando se recibe un Rvalue
y su función es traspasar el estado de un objeto a otro, evitando realizar una copia del mismo.
C++11 también permite utilizar un nuevo operador de asignación, cuya firma sería POO& operator=(POO&&)
.
Estas dos nuevas características pueden convivir sin problemas con el constructor copia y la asignación de toda la vida. Únicamente hay que tener en cuenta que implementar el constructor copia deshabilita la implementación por defecto del constructor move
y viceversa. Lo anterior es aplicable también al operador de asignación.
Esto puede suponer una importante mejora de rendimiento en el caso de objetos pesados. Un ejemplo:
class ObjetoPesado
{
private:
const int NumDatos = 1000000;
int* _datos;
public:
ObjetoPesado()
: _datos(new int[NumDatos])
{
}
ObjetoPesado(ObjetoPesado&& origen)
: _datos(nullptr)
{
std::swap(_datos,origen._datos);
}
ObjetoPesado(const ObjetoPesado& origen)
: ObjetoPesado() // Llamada al constructor por defecto,
// soportado desde C++11
{
std::copy(origen._datos,
origen._datos+NumDatos,
_datos);
}
~ObjetoPesado()
{
delete[] _datos;
}
};
int main()
{
clock_t start = clock();
for( auto i=0; i<10000; i++ )
{
ObjetoPesado origen;
ObjetoPesado* copia = new ObjetoPesado(origen); // Constructor copia
delete copia;
}
std::cout << "copia: " << static_cast<double>(clock()-start) / CLOCKS_PER_SEC << std::endl;
start = clock();
for( auto i=0; i<10000; i++ )
{
ObjetoPesado origen;
ObjetoPesado* copia = new ObjetoPesado(std::move(origen)); // Constructor move
delete copia;
}
std::cout << "move: " << static_cast<double>(clock()-start) / CLOCKS_PER_SEC << std::endl;
}
Aunque pueda parecer obvio que copiar un puntero de un sitio a otro es mucho más ligero que copiar toda la memoria involucrada queda más claro si se ejecuta el ejemplo. Ejecutando este código en release, en mi máquina da los siguientes tiempos:
copia: 22.929
move: 0.034
También queda claro que la sintaxis move únicamente interesa implementarla si el objeto hace uso (directo o indirecto) de memoria dinámica ya que esta mejora es aplicable únicamente a punteros.
La pega de utilizar std::move
es que el objeto original pierde su estado. Normalmente esto no debería suponer un problema ya que la invocación de esta semántica no es aleatoria.
¿Cuándo se debe usar std::move?
La sintaxis move
, como bien indicó @Angel-Angel, se puede ejecutar de forma automática al llamar a return
. Esto es algo que debería formar parte del catálogo de optimizaciones de los compiladores actuales. Las siguientes dos funciones serían, en este caso, equivalentes.
ObjetoPesado func1()
{
ObjetoPesado toReturn;
return toReturn;
}
ObjetoPesado func2()
{
ObjetoPesado toReturn;
return std::move(toReturn);
}
Pero entonces, si std::move
ya se suele invocar de forma implícita, ¿Cuándo hay que usarlo?
Lo más habitual es que esta función se use sobretodo en las implementaciones de los constructores y las asignaciones move
, ya que nos aseguramos que los objetos anidados se benefician de esta optimización:
class POO
{
private:
std::string _cadena;
public:
POO(POO&& original)
: _cadena(std::move(original._cadena)) // Invocamos el constructor
// move de std::string
{ }
};
También es necesario utilizarlo cuando se trabaja con std::unique_ptr
. En especial cuando éste se encuentran en contenedores. Si queremos extraer o insertar un std::unique_ptr
en un vector a lo bestia el programa directamente no compilará:
int main()
{
std::unique_ptr<int> ptr(new int(1));
*ptr = 100;
std::vector<std::unique_ptr<int>> datos;
datos.push_back(ptr); // ERROR
datos.push_back(std::move(ptr)); // OK
datos.push_back(std::unique_ptr<int>(new int(10)); // OK porque es un Rvalue
std::cout << *datos[0] << std::endl;
}
¿Qué sucede si es aplica la sintaxis move
sobre un objeto que no tiene implementado el constructor move
?
Lo que sucede es que si no se encuentra el constructor move
, el compilador intentará llamar al constructor copia. Si este tampoco se encuentra entonces se producirá un error en tiempo de compilación.
Es decir, aplicar la sintaxis move
sobre un objeto que no está preparado para ello no debería tener consecuencias negativas tanto en términos de funcionalidad como de rendimiento.
Una vez explicado todo esto y volviendo al código de la pregunta inicial:
std::vector<int> func()
{
std::vector<int> toReturn(1000000,5);
return std::move(toReturn); // 1
}
int main()
{
std::vector<int> datos = std::move(func()); // 2
// operaciones varias
}
Queda claro que el valor añadido de la sintaxis en ambos casos es nulo, si bien podría darse la circunstancia de que el uso 1
pueda ser necesario en aquellos extraños casos en los que el compilador no aplique optimizaciones en los valores de retorno.