Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

Даже типы с явной поддержкой перемещений не могут обеспечить все, на что вы надеетесь. Например, все контейнеры стандартной библиотеки С++11 поддерживают перемещение, но было бы ошибкой считать, что перемещение является дешевой операцией для всех контейнеров. Для одних контейнеров это связано с тем, что нет никакого действительно дешевого способа перемещения их содержимого. Для других — с тем, что действительно дешевые перемещающие операции предлагаются контейнерами с оговорками, которым не удовлетворяют конкретные элементы контейнера.

Рассмотрим новый контейнер C++11 — std::array. Контейнер std::array, по сути, представляет собой встроенный массив с STL-интерфейсом. Он фундаментально отличается от других стандартных контейнеров, которые хранят свое содержимое в динамической памяти. Объекты таких типов контейнеров концептуально содержат (в качестве членов-данных) только указатель на динамическую память, хранящую содержимое контейнера. (Действительность более сложна, но для наших целей эти отличия не играют роли.) Наличие такого указателя позволяет перемещать содержимое всего контейнера на константное время: просто копируя указатель на содержимое контейнера из исходного контейнера в целевой и делая указатель исходного контейнера нулевым:

std::vector vw1;

// Размещение данных в vw1

// Перемещение vw1 в vw2. Выполняется

// за константное время, изменяя

// только указатели в vw1 и vw2

auto vw2 = std::move(vw1);

Объекты std::arrayне содержат такого указателя, поскольку данные, содержащиеся в std::array,хранятся непосредственно в объекте std::array:

std::array aw1;

// Размещение данных в vw1

// Перемещение vw1 в vw2. Выполняется

// за линейное время. Все элементы

// aw1 перемещаются в aw2

auto aw2 = std::move(aw1);

Обратите внимание, что все элементы из aw1 перемещаются в aw2. В предположении, что Widgetпредставляет собой тип, операция перемещения которого выполняется быстрее операции копирования, перемещение std::arrayэлементов Widgetбудет более быстрым, чем копирование того же std::array. Поэтому std::arrayпредлагает поддержку перемещения. И копирование, и перемещение std::arrayимеют линейное время работы, поскольку должен быть скопирован или перемещен каждый элемент контейнера. Это весьма далеко от утверждения “перемещение контейнеров теперь такое же дешевое, как и копирование указателей”, которое иногда приходится слышать.

С другой стороны, std::stringпредлагает перемещение за константное время и копирование — за линейное. Создается впечатление, что в этом случае перемещение быстрее копирования, но это может и не быть так. Многие реализации строк используют оптимизацию малых строк (small string optimization — SSO). При использовании SSO “малые” строки (например, размером не более 15 символов) хранятся в буфере в самом объекте std::string; выделение динамической памяти не используется. Перемещение малых строк при использовании реализации на основе SSO не быстрее копирования, поскольку трюк с копированием только указателя на данные, который в общем случае обеспечивает повышение эффективности, в данном случае не применим.

Мотивацией применения SSO является статистика, указывающая, что короткие строки являются нормой для многих приложений. С помощью внутреннего буфера для хранения содержимого таких строк устраняется необходимость динамического выделения памяти для них, и это, как правило, дает выигрыш в эффективности. Следствием этого выигрыша является то, что перемещение оказывается не быстрее копирования… Хотя для любителей наполовину полного стакана [18] Известная история о том, что об одном и том же до средины наполненном стакане пессимисты говорят, что он наполовину пуст, а оптимисты — что он наполовину полон. — Примеч. пер. можно сказать, что для таких строк копирование не медленнее, чем перемещение.