なぜ以下のコードはmoveされないのでしょうか

Question

#include <iostream>	
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

class X
{
public:
	X() = default;
	X(X&) = default;
	X(X&&) = default;
	X& operator = (X&) = default;
	X& operator = (X&&) = default;
};

int main()
{
	X x1;
	cout << &x1 << endl;

	X x_c1(x1);
	cout << &x_c1 << endl;

	X x_m1(move(x1));
	cout << &x_m1 << endl;

	X x2;
	cout << &x2 << endl;

	X x_c2 = x2;
	cout << &x_c2 << endl;

	X x_m2 = move(x2);
	cout << &x_m2 << endl;
}

以上のコードを実行してみたところ、すべての変数のアドレスが違いました。
moveの場合アドレスが変わらないことを想定していました(すでに認識が間違っている?)
defaultではmoveの挙動にならないのでしょうか。

【追記】

#include <iostream>	
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

class X
{
public:
	vector<string> s;
	X() = default;
	X(X&) = default;
	X(X&& x) noexcept : s(move(x.s)) {};
};

int main()
{
	X x1;
	cout << &x1.s << endl;

	X x_c1(x1);
	cout << &x_c1.s << endl;

	X x_m1(move(x1));
	cout << &x_m1.s << endl;
}

以上のコードでもアドレスが変わるのはなぜでしょうか…
moveを定義したつもりなのですが…

Answer 1

こんにちは。

ムーブは特殊なコピーに過ぎません。
デフォルトのムーブ演算子は基本的にはコピーです。ただし、メンバ変数がムーブ演算子を持っていれば、そのメンバ変数は「ムーブ」されます。持っていなければコピーされます。

class Xはメンバ変数を持っていないため、単にコピーされるだけです。
サイズ0のクラスは特定の場合を除き1バイトのメモリを確保しますので、その1バイトの領域がコピーされるのだろうと思います。（この1バイトはオブジェクトに「アドレス」を割り当てるために特別に確保される領域のようです。）

例えば、仮想関数を持つクラスの場合、仮想関数テーブルを持っています。ムーブした時に仮想関数テーブルが「ムーブ」されると嫌かも知れません。まあ、この場合のムーブがなんなのかが問題ですが、よくあるムーブの実装の一つのように呼び出し元の関数ポインタをnullptrにされてはたまったものではないですね。（オブジェクトをムーブした場合でも、そのオブジェクトの仮想関数テーブルは当然ですが単にコピーされます。）

そして、ご存知のようにムーブ演算子を定義することができますね。その中で「何をやる」のもプログラマーの自由です。しかし、一般に「ムーブ」と捉えられるような処理に限定しましょうという約束事が「ムーブ・セマンティクス」と表現されています。

例えば、下記のようなこともできますが、もし、実用プログラムでやっちゃうと酷い避難を受けると思います。それが「ムーブ・セマンティクス」という約束事が意味することです。

#include <iostream>

class	Foo
{
    int		mData;
public:
    Foo(int iData) : mData(iData) { }
    void operator=(Foo&& oRhs) { oRhs.mData = mData; }
    int	get() { return mData; }
};

int main()
{
    Foo a(123);
    Foo b(456);

    a=std::move(b);

    std::cout << "a=" << a.get() << "\n";
    std::cout << "b=" << b.get() << "\n";
}

wandbox

Answer 2

moveの場合アドレスが変わらないことを想定していました(すでに認識が間違っている?)

はい、ムーブが行われるのは、クラスの中身について、そうなるようにムーブコンストラクタ・ムーブ代入演算子を実装した場合です。

「ムーブコンストラクタ」というように、オブジェクト自体はムーブでも新規作成されます。

Comments

[__ook]

> はい、ムーブが行われるのは、クラスの中身について、そうなるようにムーブコンストラクタ・ムーブ代入演算子を実装した場合です。

…つまり…
X(X&&) = default;
は何も実装しなければただのコピーということですね…?
moveの挙動を期待してしまいました…

[maisumakun]

> 以上のコードでもアドレスが変わるのはなぜでしょうか…

もとの回答のとおりです。Xそのものはムーブであろうが新規作成されます。「メンバ変数」をコピーせずに済ませるような実装が可能となる、のがムーブセマンティクスです。

[__ook]

すみません、僕の想定だと、
move(x1)で右辺値へキャストされた元のアドレスが返り、引数として受け取り、その後vectorのmoveコンストラクタが呼び出され、アドレスが変わることなくmove完了、と考えていました。
どこで間違えているのでしょうか。

[maisumakun]

> その後vectorのmoveコンストラクタが呼び出され、アドレスが変わることなくmove完了

vectorの中身はムーブされますが、vectorのガワ（ポインタはそちらを参照する）は再作成されます。

[__ook]

あああ…なるほど…！？
つまりmoveされているかどうかはアドレス参照ではわからない、ということでしょうか？

[SaitoAtsushi]

これは以前にも書いたことの繰り返しになりますが、ムーブコンストラクタはムーブの文脈を「区別できるだけ」です。 コンストラクタに与えられた引数の性質がわかるだけなんです。
ですから、ムーブのときもオブジェクトの生成自体は行われますし、ムーブ元とは違うオブジェクトです。 違うものなのでアドレスは異なります。

ちなみに、デフォルトで作成されるムーブコンストラクタはデータメンバや基底がムーブ可能であればムーブしますので、ムーブ可能な全部のメンバをムーブするだけであれば定義をいちいち書かなくても default として定義すればよいです。
std::string はムーブ可能なので、メンバがそれだけならムーブコンストラクタはデフォルトでもムーブします。

[__ook]

理解が浅くすみません…
なるほど…

Answer 3

ちゃんとmoveされてますよ

#include <iostream>    
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

class X
{
public:
    vector<string> s = { "arikitari na sekai" };
    X() = default;
    X(X&) = default;
    X(X&& x) noexcept : s(move(x.s)) {};
};

int main()
{
    X x1;
    cout << &x1.s[0] << endl;

    X x_c1(x1);
    cout << &x_c1.s[0] << endl;

    X x_m1(move(x1));
    cout << &x_m1.s[0] << endl;
}

0x2575010
0x2576040
0x2575010

https://wandbox.org/permlink/BALKtb0Bh5iZRG1U

みんなlvalueとrvalueを難しく考えすぎちゃいないかい？
もぜひお読みいただければ。

Comments

[__ook]

ああ…要素はちゃんとコピーされているのですね…ありがとうございます。
何度も拝見していた記事です。ありがとうございます。再度読ませていただきます。