C++基础面试题, 什么是 C++ 的移动语义和完美转发?

Step 1

Q:: 什么是 C++ 的移动语义（Move Semantics）？

A:: 移动语义是 C++11 引入的一个特性，它允许资源（如内存或文件句柄）的所有权从一个对象转移到另一个对象，而不是复制资源。移动语义使用右值引用（T&&）来实现，这减少了不必要的深拷贝，从而提高了程序的性能。移动语义通常在对象即将被销毁时使用，将对象内部的资源'偷走'，使得临时对象或不再需要的对象的资源能够被有效地重用。

Step 2

Q:: 什么是完美转发（Perfect Forwarding）？

A:: 完美转发是一种技术，用于将函数参数无缝地传递给另一个函数，而不会丢失参数的类型信息（包括左值或右值的状态）。它主要依赖于模板和右值引用，通过 std::forward 来实现。完美转发通常用于工厂函数或包装器函数中，确保原始的实参状态不变地传递到被调用函数。

Step 3

Q:: 如何在 C++ 中实现移动构造函数和移动赋值运算符？

A:: 要实现移动构造函数，首先要声明一个接受右值引用的构造函数，并在其中转移资源（例如指针或文件句柄）并将源对象的指针置空。类似地，移动赋值运算符也需要接受右值引用，并在转移资源后释放当前对象持有的资源，并防止自我赋值。

Step 4

Q:: 为什么移动语义能提高性能？

A:: 移动语义通过避免不必要的深拷贝操作，显著减少了程序运行时的开销。在涉及大量动态分配内存或管理系统资源的场景中，移动语义能显著提高性能，尤其是在操作大型数据结构时，例如容器类（std::vector、std::string）的大量复制或返回临时对象的情况。