正在尝试编写字符串类，该类可以从std:：string中移动语义

Question

我正在写我自己的字符串类，真的只是为了学习和巩固一些知识。除了我想有一个使用移动语义学和std::字符串的构造函数之外，我什么都可以做。

在我的构造函数中，我需要复制并清空std:：string数据指针和其他东西，它需要保持为空但有效的状态，而不删除字符串所指向的数据，我该怎么做？

目前为止我有这个

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

我把这个问题解释为“我能让移动构造函数导致正确的行为”，而不是“我能让移动构造函数最优地快速”。

如果问题是严格的，“有没有一种可移植的方法从std::字符串中窃取内部内存”，那么答案是“没有，因为没有在公共应用编程接口中提供的‘转移内存所有权’操作”。

下面引用移动语义的解释，对“移动构造函数”进行了很好的总结。。。

C 0x引入了一种叫做“右值引用”的新机制，它允许我们通过函数重载来检测右值参数。我们所要做的就是用右值引用参数编写一个构造函数。在这个构造函数中，我们可以对源做任何我们想做的事情，只要我们让它处于有效状态。

基于这种描述，在我看来，您可以实现“移动语义”构造函数（或“移动构造函数”），而无需实际窃取内部数据缓冲区。一个示例实现：

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

据我所知，移动语义学的意义在于，如果你愿意，你可以更有效率。因为传入的对象是瞬时的，它的内容不需要被保存——所以窃取它们是合法的，但不是强制性的。如果你不转移一些基于堆的对象的所有权，也许实现这一点没有意义，但它似乎应该是合法的。也许它作为垫脚石很有用——你可以窃取尽可能多的有用内容，即使这不是全部内容。

顺便说一句，这里有一个密切相关的问题，即正在构建同一种非标准字符串，并包含std:：string的移动构造函数。然而，类的内部是不同的，有人建议std:：string可能在内部内置了对移动语义的支持（std:：string）-

Answer 2

下面的实现实现了所要求的，但有一定的风险。

关于这种方法的注意事项：

>

我取消了delete操作，因为它现在由allocation对象自动执行。

如果使用mpData修改底层数据，它将调用所谓的未定义行为。正如这里所指出的，它是未定义的，因为标准说它是未定义的。不过，我想知道，在现实世界中，是否存在const char*std:：string:：data（）的行为与T*std:：vector:：data（）不同的实现——通过这些实现，这样的修改是完全合法的。通过数据（）进行的修改可能不会反映在对分配的后续访问中，但基于此问题的讨论，假设没有通过分配对象进行进一步更改，则此类修改似乎不太可能导致不可预测的行为。

它真的为移动语义学优化了吗？这可能是实现定义的。它也可能取决于传入字符串的实际值。正如我在另一个答案中所指出的，移动构造函数提供了一种优化机制——但它并不能保证优化会发生。

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
    {}
};

Answer 3

没有办法做到这一点。std:：string的实现由实现定义。每个实现都是不同的。

此外，不能保证字符串将包含在动态分配的数组中。一些std::字符串实现执行小字符串优化，其中小字符串存储在std::字符串对象本身中。