C++ STL 移动迭代器入门

本节我们将详细介绍移动迭代器适配器，又称之为“移动迭代器”。那么什么是移动迭代器呢？简言之，“*it”表示迭代器解引用，为左值引用，能够访问和二次赋值对象；而使用移动迭代器后，“*it”表示右值引用，直接更改元素的内部指针，实现资源转移。移动迭代器的强大之处在于高效率“移动”对象，但是需要谨慎使用，因为移动后“源对象”处于非定义状态，可能会造成程序的崩溃。

为了更加详细地介绍移动迭代器，我们可以举个例子：现在有两个vector容器，“src”和“dest”，把前者内存储的元素移动到后者，我们会这样做：

#include<iostream>
#include<iterator>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
/*对于基本数据类型比如int、double来说其移动效率与普通copy()相差无几，只有复杂对象才能看到明显效率差距*/ 
struct dotcpp_user
{
string name;//姓名 
int age;//年龄 
int grade;//做题个数 
bool is_online;//是否在线 
};
void test()
{
    /*绍移动迭代器*/
    /*move_iterator*/
    /*创建复杂对象*/
dotcpp_user u1{"user01",18,100,true};
dotcpp_user u2{"user02",18,100,true};
dotcpp_user u3{"user03",18,100,true};
dotcpp_user u4{"user04",18,100,true};
dotcpp_user u5{"user05",18,100,true};
    vector<dotcpp_user> src{u1,u2,u3,u4,u5};
    vector<dotcpp_user> dest;
    dest.resize(src.size());//使用copy需要提前预存空间 
    copy(src.begin(),src.end(),dest.begin());
    for(auto it = dest.begin();it!=dest.end();++it)
    {
    cout  <<it->name << "做了"<< it->grade << "个题目," << "现在" << (it->is_online?"在":"不在") << "线!\n";
}
    
}
int main(){
    system("title dotcpp.com");
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

通过使用copy()算法，进行dest容器向src容器的复制，本质上是dest.push_back()的作用。（注意，此时src容器依然存在）

如果我们使用move_iterator移动迭代器移动呢？

#include<iostream>
#include<iterator>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
/*对于基本数据类型比如int、double来说其移动效率与普通copy()相差无几，只有复杂对象才能看到明显效率差距*/ 
struct dotcpp_user
{
string name;//姓名 
int age;//年龄 
int grade;//做题个数 
bool is_online;//是否在线 
};
void test()
{
    /*绍移动迭代器*/
    /*move_iterator*/
    /*创建复杂对象*/
dotcpp_user u1{"user01",18,100,true};
dotcpp_user u2{"user02",18,100,true};
dotcpp_user u3{"user03",18,100,true};
dotcpp_user u4{"user04",18,100,true};
dotcpp_user u5{"user05",18,100,true};
    vector<dotcpp_user> src{u1,u2,u3,u4,u5};
    vector<dotcpp_user> dest;
    /*构造移动函数*/
move_iterator<vector<dotcpp_user>::iterator>beg(src.begin()) ;
move_iterator<vector<dotcpp_user>::iterator>end(src.end()) ;
copy(beg,end,back_inserter(dest));
    for(auto it = dest.begin();it!=dest.end();++it)
    {
    cout  <<it->name << "做了"<< it->grade << "个题目," << "现在" << (it->is_online?"在":"不在") << "线!\n";
}
cout << "由于使用移动构造，直接给源容器给“掏空了”，所以原容器的元素总数没有改变，/n但是对象内部指针所指的对象消失了：\n" ;
cout << "源容器元素个数【" << src.size() << "】，其容量为【"  <<src.capacity() << "】\n" ;
cout << "尝试遍历源容器\n";
for(auto it = src.begin();it!=src.end();++it)
    {
    cout  <<it->name << "做了"<< it->grade << "个题目," << "现在" << (it->is_online?"在":"不在") << "线!\n";
}
    
}
int main(){
    system("title dotcpp.com");
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

我们发现，名字不见了！为什么，原因在于移动构造把对象“存”在堆上的资源拿走了！移动构造只是高效转移了资源，而不是创建资源，这就能解释为什么只有复杂对象才能体现移动迭代器的高效性。

上面关于移动构造的代码，移动迭代器和其他迭代器适配器一样，我们也可以使用适配函数进行简化代码的操作：

move_iterator<vector<dotcpp_user>::iterator>beg(src.begin()) ;
move_iterator<vector<dotcpp_user>::iterator>end(src.end()) ;
copy(beg,end,back_inserter(dest));

可以通过auto自动推导+适配函数（make_move_iterator<类型>()）的方式简化构造代码：

auto beg = make_move_iterator(src.begin()) ;
auto end = make_move_iterator(src.end());
copy(beg,end,back_inserter(dest));

总结：如果需要高效移动容器内的复杂元素，使用移动迭代器要比普通复制函数高效得多，究其原因在于移动迭代采取右值引用，可理解：为放空源对象指向堆区的指针，该资源让新对象指，源对象指针置空，实现“移动”资源的目的。