智能指针（二）：机制篇 —— 移动语义与所有权转移

关键词：右值引用、移动构造、std::move、Rule of Five、noexcept、unique_ptr

适合人群：已经理解智能指针存在意义，想深入理解"所有权如何被转移"的开发者

一、没有移动语义，就没有 unique_ptr

在上一篇中我们完成了一个认知升级：

智能指针本质是"所有权表达工具"。

现在问题来了。

如果一个对象"独占资源"，

那它：

不能被拷贝（否则就不独占了）
但必须可以被转移（否则函数返回怎么办？）

例如：

cpp 复制代码

std::unique_ptr<Student> create() {
    std::unique_ptr<Student> p(new Student(18));
    return p;
}

如果 unique_ptr 不能拷贝，也不能转移，

这段代码根本无法编译。

所以：

unique_ptr 的成立，依赖移动语义。

这就是现代 C++ 的关键机制。

二、左值与右值：为什么要区分？

在 C++11 之前：

cpp 复制代码

int a = 10;
int b = a;

这里的 a 是左值。

左值的特点：

有名字
有稳定地址
可能被多次使用

而右值：

cpp 复制代码

int b = 10;

10 是右值。

右值的特点：

临时对象
即将被销毁
可以"安全窃取"资源

C++11 引入了一个新的引用类型：

cpp 复制代码

int&& r = 10;

这叫：

右值引用（rvalue reference）

它允许我们区分：

可以安全"转移资源"的对象
不能随便动的对象

三、移动构造：资源不是复制，而是转移

回到我们之前的 Student 示例。

传统拷贝构造：

cpp 复制代码

Student(const Student& other) {
    age = new int(*other.age);
}

这是复制。

移动构造则不同：

cpp 复制代码

Student(Student&& other) noexcept {
    age = other.age;
    other.age = nullptr;
}

发生了什么？

直接"拿走"对方的指针
把对方置空
没有 new
没有内存复制

这叫：

所有权转移

本质：

拷贝 = 复制资源

移动 = 转移所有权

四、为什么必须把原对象置空？

这一行至关重要：

cpp 复制代码

other.age = nullptr;

如果不置空：

原对象析构时会 delete
新对象析构时也会 delete
又变回 double free

移动构造的核心原则：

转移后，原对象必须进入"可析构但无资源"的安全状态。

五、std::move 到底做了什么？

很多人误解：

std::move 会"移动对象"。

其实不对。

std::move 只是：

cpp 复制代码

static_cast<T&&>(obj);

它做的事情只有一件：

把一个左值强制转换为右值引用。

真正发生移动的是：

移动构造函数 / 移动赋值运算符。

例如：

cpp 复制代码

std::unique_ptr<int> p1(new int(10));
std::unique_ptr<int> p2 = std::move(p1);

过程是：

std::move(p1) 变成右值
调用 unique_ptr 的移动构造
p1 置空
p2 接管资源

六、unique_ptr 为什么禁止拷贝？

unique_ptr 内部是这样定义的（简化理解）：

cpp 复制代码

unique_ptr(const unique_ptr&) = delete;
unique_ptr& operator=(const unique_ptr&) = delete;

直接从语言层面禁止拷贝。

但允许：

cpp 复制代码

unique_ptr(unique_ptr&& other) noexcept;
unique_ptr& operator=(unique_ptr&& other) noexcept;

这就是：

独占所有权 + 可转移所有权

七、为什么移动构造要 noexcept？

标准库强烈建议：

cpp 复制代码

Student(Student&&) noexcept;

原因：

容器（如 vector）在扩容时
如果移动构造可能抛异常
就必须退回拷贝构造
但 unique_ptr 没有拷贝构造

因此：

移动构造必须 noexcept，才能保证容器正常工作。

这是一条非常工程化的规则。

八、Rule of Five：移动语义的完整模型

当类拥有资源时，应该考虑五个函数：

析构函数
拷贝构造
拷贝赋值
移动构造
移动赋值

这叫：

Rule of Five

移动语义出现后，资源管理模型彻底完整。

九、从机制角度再理解 unique_ptr

unique_ptr 本质上是：

持有一个裸指针
禁止拷贝
支持移动
析构自动 delete

它的安全性来自两点：

1️⃣ 所有权独占

2️⃣ 所有权可转移

如果没有移动语义：

独占资源将无法返回函数

容器无法存储

临时对象无法优化

unique_ptr 就无法存在。

十、机制完成后的认知升级

上一篇，我们完成了"所有权思维"的升级。

这一篇，我们理解了：

所有权如何被安全转移。

现在你应该能回答：

为什么 unique_ptr 不能拷贝？
为什么必须有移动构造？
为什么移动后原对象必须置空？
为什么移动构造要 noexcept？

当这些问题你都清楚，

你已经真正进入：

现代 C++ 语言机制层。

下一篇预告

在第三篇中，我们将进入实现层：

shared_ptr 的内部到底是怎么做引用计数的？

我们会讲：

控制块结构
强引用 / 弱引用
为什么引用计数必须是原子操作
make_shared 的优化原理
循环引用问题

从机制走向实现。

智能指针（三）：实现篇 ------ shared_ptr 的内部设计与引用计数机制