很多人以为 C++ 中的 std::move() 或者所谓的 move semantics （很多人认为这两者等同）就是对内存中的对象进行移动。更有甚者，认为只要命令内存，把一块内存移动到另一个地方，这块内存就像一个乐高一样，被拆了，然后装到另一个地方上去。

内存数据的移动和复制

其实内存没有这么厉害的功能啦！当我们讲“将一块内存移动到另一个地方”的时候，意思是指将这块内存中的数据“移动”到另一个地方。由于内存真的无法进行“移动（物理）”，所以实际上这个过程通常包含两步：

  1. 在要移动到的地方，将来源内存中的数据复制过来

  2. (可选) 删除或破坏来源数据

由于第2步通常是可有可无的，所以通常都不会被实现。于是，一个内存“移动”的操作，往往只是一个内存“复制”操作。差别在于，在内存复制了以后，你是否从心理上还需要来源内存中的数据为原始数据。

其实，不管是“复制”还是“移动”内存中的数据，实现上通常是没区别的。这在对于来源内存和目标内存有交叉的情况中，比较容易见到。这种情况下，当我们需要实现一个内存复制的时候，往往有两种策略：

  1. 报错。内存有交叉，复制必定破坏其中一方的数据

  2. 覆盖来源内存中的数据

现实中，基础库里的内存复制函数，通常都会采用第2种策略。在这种策略里，来源内存中的数据不再被重视，活脱脱的把“复制”内存做成一个“移动”内存。

看到这里，您是否已经发现，“移动”内存和“复制”内存，其实并没有什么差别？

当然，以上这些，都和 C++ 中的所谓 move semantics 无关。

C++ 中并不存在 move semantics

是的，你没看错， C++ 中真的没有 move semantics 的概念。翻开 ISO/IEC 14882:2011[1]，也就是 ISO C++ 标准文档，里面你是找不到 move semantics 这个概念的。在正式进入标准以前，需要对标准将要进行的修改进行提案，这个时期就把一些相关的提案通俗的称为 move semantics，于是民间就有了 move semantics 的流传。

std::move() 与 value categories

在大部分人眼里，move semantics 等同于 std::move() 函数，std::move() 等同于对象（的内存）的“移动”，与“复制”相对立。然而，并非如此。

C++ 中其实有两套类型系统。一套就是我们熟知的“类型系统”，我们熟知的各种类型如 int, bool 等等都属于这套类型系统。另一套类型系统，叫 value category 。这两套类型系统是互相独立的。举个例子，表达式42 的类型是 int ，value category 是 prvalue，int 和 prvalue 是表达式 42 在两个不同的类型系统中的 类型。

一共有如下几个 value categories 。

stateDiagram-v2
    vc : Value Categories
    vc --> glvalue
    vc --> rvalue
    glvalue --> lvalue
    glvalue --> xvalue
    rvalue --> xvalue
    rvalue --> prvalue

和“类型系统”一样，属于哪种 value category ，是可以通过表达式和上下文推导出来的。既然 value categories 也是一种类型系统，那么也就可以进行“类型转换”了。std::move() 的功能，就是提供一个表达式，这个表达式的 value category 是 xvalue 。例如，42 这个表达式的 value category 是 prvalue，std::move(42) 的 value category 是 xvalue ，相当于把 42 这个表达式的 value category 进行了一次转换。

move constructor 以及 move assignment operator

除了 std::move()，一般提及 move semantics 还会提及 move constructor 以及 move assignment operator 这两个回调函数。一般的教材会跟你讲，这两个会在“移动”的时候触发，目的是让你手动的把资源从原来的对象“移动”到当前对象。然而，并非如此。“移动”这个概念本身是不存在的，最多只是调用一下 std::move() ，但这仅仅只一个普通的函数调用，并无任何特别之处。而 move constructor 和 move assignment operator 并无所谓的“移动”的语义，它的内容，可以是任意的。并且，你不可以依赖它来“移动”。那么，move constructor 和 move assignment operator 的作用和语义是什么呢？

move constructor 是普通的 constructor 的一种，就像一个普通的 constructor 一样被调用。当你用于初始化一个对象的参数，是同类型的 rvalue 的时候，这个 constructor 会被调用。举个例子，a, b 都是 T 类型的对象，那么，T a(std::move(b)); 在创建对象 a 的时候就会调用 move constructor，因为传入的参数 std::move(b) 是一个 xvalue，而 xvalue 本身也是 rvalue 。在调用完以后，对象 b 还在，且内容只要不被手动破坏，都是正常的。[2]

move assignment operator 也是类似，它只是一个普通的 assignment operator 。当赋值的时候，如果 move assignment operator 被选中，那么就会执行。例如下面的代码：

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void foo()
{
    T a, b;
    a = std::move(b);
}

在这个代码中，赋值 a = std::move(b); 中，a 是 lvalue，std::move(b) 是 xvalue ，也是 rvalue ，因此 move assignment operator 被选中，然后调用。同样的，只要不手动破坏，b 的内容都是正常的。

无论是 move constructor 还是 move assignment operator ，其实都只是一个普通的 constructor 或 operator overloading 。之所以触发它们的调用，仅仅只是因为它们的原型，让其在 overload resolution 的过程中被选中而已。

其实还有一点要注意，std::move() 本身并不会触发 move constructor 和 move assignment constructor 这两个回调函数。std::move() 只是默默的提供一个 xvalue 而已，本身什么也不做。而后续 move constructor 和 move assignment constructor 被触发调用，仅仅也只是因为参数 xvalue 让其在后续的 overload resolution 中被选中。

  1. move semantics 的提案从这个版本开始加入并一直存在至今。 ↩︎

  2. 通常教科书会说必须在创建新对象的同时破坏旧的对象。可能目的是想让看起来更像是“移动”吧。 ↩︎