[C++ NOTE] Resource Move

01. Pointer vs. Reference

값, 포인터, 참조를 통해 전달하는 3가지 방식이 존재한다

값으로 전달을 하면 데이터를 전체 다 복사해야 한 경우가 발생한다

따라서, 포인터와 참조를 통해 전달하는 것이 효율적이다

둘의 차이는 내부적으로 없으며

참조의 경우는 const와 함께 작성해서 값을 변경하지 못하도록 막는 경우가 많다

void fooV(std::array<int,100> a)
{
	int b = a+1;
};

void fooP(int * ap)
{
	int b = *ap+1;
};

void fooR(const int & a)
{
	int b = a+1;
	a =100;
};

 

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02. L-Value vs. R-Value

# L-Value vs. R-Value

R-Value는 한 번만 사용되고 더 이상 불려지거나 사용되지 않는 경우

L-Value는 계속 재사용되고 불려지는 경우

 

# Value vs. L-Value Ref vs. R-Value Ref

#include <string>

void storeByValue(std::string s)
{
	std::string b = s;
};

void storeByLRef(std::string & s)
{
	std::string b = s;
};

void storeByRRef(std::string && s)
{
	//std::string b = s;// s가 계속 재사용될 수 있기 때문에
	std::string b = std::move(s);
};

int main()
{
	std::string a = "abc";
    
	storeByValue(a);
    
	storeByLRef(a);
    
	//storeByRRef(a);// 오류가 발생한다
	storeByRRef(std::move(a));// 1번 해결방식
	storeByRRef("abc");// 2번 해결방식

}

 

위의 예제에서

Value를 이용하면, 2번 Copy

LRef를 이용하면, 1번 Copy

RRef를 이용하면, 0번 Copy가 일어난다

 

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03. std::move()

# move

std::move는 소유권을 넘겨주면서

Lvalue를 Rvalue로 바꿔주는 것이다

 

# move 예시 1

"abc"에 대한 소유권이 a에서 b로 넘어갔기 때문에

마지막 줄에서 a는 출력되지 않는다 

#include <string>
#include <iostream>

int main()
{
	std::string a = "abc";
	std::cout << a << std::endl;

	std::string b = std::move(a);
	std::cout << b << std::endl;
	std::cout << a << std::endl;
    
}

 

# move 예시 2

LRef함수에서 s(a)에대한 소유권이 b로 넘어갔기 때문에

마지막 줄에서 a는 출력되지 않는다

#include <string>
#include <iostream>

void storeByLRef(std::string& s)
{
	std::string b = std::move(s);
};

void storeByRRef(std::string&& s)
{
	std::string b = std::move(s);
};

int main()
{
	std::string a = "abc";
	storeByLRef(a);
	std::cout << a;
}

 

# move 예시 3

예시 2에서 LRef 함수에서는 Copy가 0번이지만

예시 3에서 처럼 LRef 함수의 인자에 const를 붙여주면

Copy가 발생한다

그래서 a가 정상적으로 출력된다

#include <string>
#include <iostream>

void storeByLRef(const std::string& s)// const를 추가
{
	std::string b = std::move(s);
};

void storeByRRef(std::string&& s)
{
	std::string b = std::move(s);
};

int main()
{
	std::string a = "abc";
	storeByLRef(a);
	std::cout << a;
}

# 그럼 뭘써야하나?

Lval는 Copy 1번

Rval는 Copy 0번이 최상의 효율이고

이를 위해서는 인자에 값을 받고 함수 내부에서 std::move를 이용하면 된다

#include <string>
#include <iostream>

class Cat
{
public:
	void setName_1(std::string name)// Lval Copy 2번 발생
	{
		mName = name;
	};

	void setName_2(std::string && name)// Lval를 받지 못해 컴파일 에러
	{
		mName = std::move(name);
	};

	void setName_3(std::string & name)// Rval Copy 0번 발생하지만, Lval s는 소유권이 사라짐
	{
		mName = std::move(name);
	};

	void setName_4(const std::string & name)// Lval Copy 1번, Rval Copy 1번
	{
		mName = std::move(name);
	};

	void setName_5(std::string name)// Lval Copy 1번, Rval Copy 0번 (최고 효율)
	{
		mName = std::move(name);
	};
private:
	std::string mName;
};

int main()
{
	Cat kitty;
	std::string s = "kitty";
	kitty.setName_5(s); // 1 copy 
	kitty.setName_5("nabi");//0 copy, Copy elision을 통해 nabi는 복사되지 않음

}

 

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04. RVO

# RVO 개념
Return Value Optimization은 리턴하는 값의 최적화를 해주는 기능이다

따라서 return 값에 move 사용하지 않아도 된다

 

# RVO 예시 1

#include <string>

std::string getString()
{
 	std::string s = "no";
    
 	//return std::move(s);// 해줄 필요 없음
 	return s;// RVO
}

int main()
{
	std::string a = getString();

	return 0;
}

 

위의 예제에서

RVO는

"no"라는 문자열이 Copy 되지 않게 하고

처음부터 s를 없는 취급 해서

소유권이 이동(move) 조차도 일어나지 않고

바로 a에 "no"를 연결시키는 작업을 한다

 

# RVO 예시 2 - Move Constructor

#include <string>

 std::string getString(std::string a, bool b)
 {
	if (b)
	{
		a = "no";
	}

 	return a; // RVO 개입 X
	// return std::move(a);// Move Constructor로 Copy가 발생 안하니 작성 필요 없음
}

int main()
{
	std::string a = getString("abc", 1);// Move Constructor

	return 0;
}

 

위의 예제처럼

컴파일러가 복사된 a를 돌려줘야 할지 a에 바로 "no"를 연결해 줄지 알 수 없는 경우에는

RVO가 개입되지 않는다

 

그러나, RVO가 개입되지 않아도

이동 생성자가 실행이 되었기 때문에 Copy는 발생하지 않고

std::move를 return 값에 작성해주지 않아도 된다

 

# Copy Constructor vs. Move Constructor

#include <string>

int main()
{
	std::string s = "abc";
	std::string b = s;// Copy Constructor

	std::string c = std::move(s);// Move Constructor
	// Lvalue인 s가 Rvalue로 move되면서
	// 소유권이 c에게 넘어가고 zero copy가 일어나며 
	// 복사 없이 소유권이 넘어가는 복사 생성자가 실행

	return 0;
}