左值引用與右值引用

1、左值與右值

概念1：

• 左值：可以放到等號(hào)左邊的東西叫左值。
• 右值：不可以放到等號(hào)左邊的東西就叫右值。

概念2

• 左值：可以取地址并且有名字的東西就是左值。
• 右值：不能取地址的沒有名字的東西就是右值。

概念3

• 左值是指那些在表達(dá)式執(zhí)行結(jié)束后依然存在的數(shù)據(jù)，也就是持久性的數(shù)據(jù)。
• 右值是指那些在表達(dá)式執(zhí)行結(jié)束后不再存在的數(shù)據(jù)，也就是臨時(shí)性的數(shù)據(jù)。

有一種很簡(jiǎn)單的方法來區(qū)分左值和右值：對(duì)表達(dá)式取地址，如果編譯器不報(bào)錯(cuò)就為左值，否則為右值。例如：int a = b + c;，a 是左值，有變量名，可以取地址，也可以放到等號(hào)左邊，表達(dá)式 b+c 的返回值是右值，沒有名字且不能取地址，&(b+c) 不能通過編譯，而且也不能放到等號(hào)左邊。

左值一般有：

• 變量名和函數(shù)名（注意：是函數(shù)名不是函數(shù)調(diào)用）
• 返回左值引用的函數(shù)調(diào)用
• 前置自增自減表達(dá)式++i、–i
• 由賦值表達(dá)式或賦值運(yùn)算符連接的表達(dá)式（a=b, a += b等）
• 解引用表達(dá)式 *p
• 字符串字面值 “abcd”

2、純右值、將亡值

純右值和將亡值都屬于右值。

純右值：運(yùn)算表達(dá)式產(chǎn)生的臨時(shí)變量、不和對(duì)象關(guān)聯(lián)的原始字面量、非引用返回的臨時(shí)變量、lambda 表達(dá)式等都是純右值。舉例：

• 除字符串字面值外的字面值
• 返回非引用類型的函數(shù)調(diào)用
• 后置自增自減表達(dá)式 i++、i–
• 算術(shù)表達(dá)式 a+b，a*b，a&&b，a==b 等
• 取地址表達(dá)式等，&a

將亡值：

將亡值是指 c++11 新增的和右值引用相關(guān)的表達(dá)式，通常指將要被移動(dòng)的對(duì)象、T&& 函數(shù)的返回值、std::move函數(shù)的返回值、轉(zhuǎn)換為 T&& 類型轉(zhuǎn)換函數(shù)的返回值，將亡值可以理解為即將要銷毀的值，通過“盜取”其它變量內(nèi)存空間方式獲取的值，在確保其它變量不再被使用或者即將被銷毀時(shí)，可以避免內(nèi)存空間的釋放和分配，延長變量值的生命周期，常用來完成移動(dòng)構(gòu)造或者移動(dòng)賦值的特殊任務(wù)。舉例：

class A {
    xxx;
};

A a;
auto c = std::move(a);         // c是將亡值
auto d = static_cast<A&&>(a);  // d是將亡值

3、左值引用與右值引用

左值引用就是對(duì)左值進(jìn)行引用的類型，右值引用就是對(duì)右值進(jìn)行引用的類型，他們都是引用，都是對(duì)象的一個(gè)別名，并不擁有所綁定對(duì)象的堆存，所以都必須立即初始化。引用可以通過引用修改變量的值，傳參時(shí)傳引用可以避免拷貝。

type &name = exp;  // 左值引用
type &&name = exp; // 右值引用

左值引用

左值引用：能指向左值，不能指向右值的就是左值引用：

int a = 5;
int& b = a;  // b是左值引用
b = 4;

int& c = 10;  // error，10無法取地址，無法進(jìn)行引用
const int& d = 10;  // ok，因?yàn)槭浅Ｒ茫贸Ａ繑?shù)字，這個(gè)常量數(shù)字會(huì)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，可以取地址。

引用是變量的別名，由于右值沒有地址，沒法被修改，所以左值引用無法指向右值，等號(hào)右邊的值必須可以取地址，如果不能取地址，則會(huì)編譯失敗。

但是，const 左值引用（常量引用）是可以指向右值的：const 左值引用不會(huì)修改指向值，因此可以指向右值，這也是為什么要使用 const & 作為函數(shù)參數(shù)的原因之一。

右值引用

c++11 標(biāo)準(zhǔn)新引入了另一種引用方式，稱為右值引用，用 “&&” 表示。如果使用右值引用，那表達(dá)式等號(hào)右邊的值需要是右值（不能是左值），可以使用 std::move 函數(shù)強(qiáng)制把左值轉(zhuǎn)換為右值。

int a = 4;
int&& b = a;             // error, a 是左值
int&& c = std::move(a);  // ok

int num = 10;
int && a = num;         //error, 右值引用不能初始化為左值
int && a = 10;          // ok

【注意】和聲明左值引用一樣，右值引用也必須立即進(jìn)行初始化操作。

左值引用與右值引用本質(zhì)

（1）右值引用指向左值

int a = 5; // a是個(gè)左值
int &ref_a_left = a; // 左值引用指向左值
int &&ref_a_right = std::move(a); // 通過std::move將左值轉(zhuǎn)化為右值，可以被右值引用指向
cout << a; // 打印結(jié)果：5

前面講過可以使用 std::move 函數(shù)強(qiáng)制把左值轉(zhuǎn)換為右值，實(shí)現(xiàn)右值引用指向左值。std::move 是一個(gè)非常有迷惑性的函數(shù)：

• 不理解左右值概念的人們往往以為它能把一個(gè)變量里的內(nèi)容移動(dòng)到另一個(gè)變量，比如在上邊的代碼里，看上去是左值 a 通過 std::move 移動(dòng)到了右值 ref_a_right 中，那是不是a里邊就沒有值了？并不是，打印出a的值仍然是5。
• 事實(shí)上 std::move 移動(dòng)不了什么，唯一的功能是把左值強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為右值，讓右值引用可以指向左值。其實(shí)現(xiàn)等同于一個(gè)類型轉(zhuǎn)換： static_cast<T&&>(lvalue)。 所以，單純的 std::move(xxx) 不會(huì)有性能提升。

同樣的，右值引用能指向右值，本質(zhì)上也是把右值提升為一個(gè)左值，并定義一個(gè)右值引用通過 std::move：

int &&ref_a = 5;
ref_a = 6;

// 等同于以下代碼：
int temp = 5;
int &&ref_a = std::move(temp);
ref_a = 6;

（2）左值引用、右值引用本身是左值還是右值？

被聲明出來的左、右值引用都是左值。 因?yàn)楸宦暶鞒龅淖笥抑狄檬怯械刂返?，也位于等?hào)左邊。仔細(xì)看下邊代碼：

// 形參是個(gè)右值引用
void change(int &&right_value) { right_value = 8; }
int main() {
    int a = 5;                         // a是個(gè)左值
    int &ref_a_left = a;               // ref_a_left是個(gè)左值引用
    int &&ref_a_right = std::move(a);  // ref_a_right是個(gè)右值引用
    change(a);                         // 編譯不過，a是左值，change參數(shù)要求右值
    change(ref_a_left);                // 編譯不過，左值引用ref_a_left本身也是個(gè)左值
    change(ref_a_right);             // 編譯不過，右值引用ref_a_right本身也是個(gè)左值
    change(std::move(a));            // 編譯通過
    change(std::move(ref_a_right));  // 編譯通過
    change(std::move(ref_a_left));   // 編譯通過
    change(5);                       // 當(dāng)然可以直接接右值，編譯通過
    cout << &a << ' ';
    cout << &ref_a_left << ' ';
    cout << &ref_a_right;
    // 打印這三個(gè)左值的地址，都是一樣的
}

看完后你可能有個(gè)問題，std::move 會(huì)返回一個(gè)右值引用 int && ，它是左值還是右值呢？ 從表達(dá)式 int &&ref = std::move(a) 來看，右值引用 ref 指向的必須是右值，所以move返回的 int && 是個(gè)右值。所以右值引用既可能是左值，又可能是右值嗎？ 確實(shí)如此：右值引用既可以是左值也可以是右值，如果有名稱則為左值，否則是右值。

或者說：作為函數(shù)返回值的 && 是右值，直接聲明出來的 && 是左值。 這同樣也符合前面章節(jié)對(duì)左值，右值的判定方式：其實(shí)引用和普通變量是一樣的， int &&ref = std::move(a) 和 int a = 5 沒有什么區(qū)別，等號(hào)左邊就是左值，右邊就是右值。

（3）無論是左值引用還是右值引用都是引用

int temp = 5;
int &ref_t = temp;
int &&ref_a = std::move(temp);
ref_a = 6;
cout << &temp << "," << &ref_t << "," << &ref_a<<endl;
cout << "temp:" <<temp <<endl;
// 輸出結(jié)果
// 0x61fe84  0x61fe84  0x61fe84 
// temp:6

最后，從上述分析中我們得到如下結(jié)論：

• 從性能上講，左右值引用沒有區(qū)別，傳參使用左右值引用都可以避免拷貝。
• 右值引用可以直接指向右值，也可以通過 std::move 指向左值；而左值引用只能指向左值（const左值引用也能指向右值）。
• 作為函數(shù)形參時(shí)，右值引用更靈活。雖然 const 左值引用也可以做到左右值都接受，但它無法修改，有一定局限性。

void f(const int& n) {
    n += 1;  // 編譯失敗，const左值引用不能修改指向變量
}

void f2(int&& n) {
    n += 1;  // ok
}

int main() {
    f(5);
    f2(5);
}

4、右值引用和 std::move 使用場(chǎng)景

std::move 只是類型轉(zhuǎn)換工具，不會(huì)對(duì)性能有好處；右值引用在作為函數(shù)形參時(shí)更具靈活性。他們有什么實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景嗎？

1、右值引用優(yōu)化性能，避免深拷貝

（1）淺拷貝重復(fù)釋放：對(duì)于含有堆內(nèi)存的類，我們需要提供深拷貝的拷貝構(gòu)造函數(shù)，如果使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，會(huì)導(dǎo)致堆內(nèi)存的重復(fù)刪除，比如下面的代碼：

class A {
public:
    A(int size) : size_(size) { data_ = new int[size]; }
    A() {}
    A(const A& a) {
        size_ = a.size_;
        data_ = a.data_;
        cout << "copy " << endl;
    }
    ~A() { delete[] data_; }
    
    int* data_;
    int size_;
};

int main() {
    A a(10);
    A b = a;
    cout << "b " << b.data_ << endl;
    cout << "a " << a.data_ << endl;
    return 0;
}

上面代碼中，兩個(gè)輸出的是相同的地址，a 和 b 的 data_ 指針指向了同一塊內(nèi)存，這就是淺拷貝，只是數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單賦值，那再析構(gòu)時(shí) data_ 內(nèi)存會(huì)被釋放兩次，導(dǎo)致程序出問題，這里正常會(huì)出現(xiàn) double free 導(dǎo)致程序崩潰的。

（2）深拷貝構(gòu)造函數(shù)

在上面的代碼中，默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)是淺拷貝，在析構(gòu)的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致重復(fù)刪除指針。正確的做法是提供深拷貝的拷貝構(gòu)造函數(shù)，比如下面的代碼：

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
    A() : m_ptr(new int(0)) { cout << "constructor A" << endl; }
    A(const A& a) : m_ptr(new int(*a.m_ptr)) {
        cout << "copy constructor A" << endl;
    }
    ~A() {
        cout << "destructor A, m_ptr:" << m_ptr << endl;
        delete m_ptr;
        m_ptr = nullptr;
    }
private:
    int* m_ptr;
};

// 為了避免返回值優(yōu)化，此函數(shù)故意這樣寫
A Get(bool flag) {
    A a;
    A b;
    cout << "ready return" << endl;
    if (flag)
        return a;
    else
        return b;
}

int main() {
    {
        A a = Get(false);  // 正確運(yùn)行
    }
    cout << "main finish" << endl;
    return 0;
}

深拷貝就是在拷貝對(duì)象時(shí)，如果被拷貝對(duì)象內(nèi)部還有指針引用指向其它資源，自己需要重新開辟一塊新內(nèi)存存儲(chǔ)資源，而不是簡(jiǎn)單的賦值。雖然深拷貝可以解決淺拷貝的問題，但是存在效率問題。

（3）移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)

深拷貝構(gòu)造函數(shù)可以保證拷貝構(gòu)造時(shí)的安全性，但有時(shí)這種拷貝構(gòu)造存在效率問題，比如上面代碼中的拷貝構(gòu)造就是不必要的。上面代碼中的 Get 函數(shù)會(huì)返回臨時(shí)變量，然后通過這個(gè)臨時(shí)變量拷貝構(gòu)造了一個(gè)新的對(duì)象 b，臨時(shí)變量在拷貝構(gòu)造完成之后就銷毀了，如果堆內(nèi)存很大，那么，這個(gè)拷貝構(gòu)造的代價(jià)會(huì)很大，帶來了額外的性能損耗。

有沒有辦法避免臨時(shí)對(duì)象的拷貝構(gòu)造呢？答案是肯定的?？聪旅娴拇a：

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
    A() : m_ptr(new int(0)) { cout << "constructor A" << endl; }
    A(const A& a) : m_ptr(new int(*a.m_ptr)) {
        cout << "copy constructor A" << endl;
    }
    // 移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)，可以淺拷貝
    A(A&& a) : m_ptr(a.m_ptr) {
        a.m_ptr = nullptr;  // 為防止a析構(gòu)時(shí)delete data，提前置空其m_ptr
        cout << "move constructor A" << endl;
    }
    ~A() {
        cout << "destructor A, m_ptr:" << m_ptr << endl;
        if (m_ptr) delete m_ptr;
    }
private:
    int* m_ptr;
};

// 為了避免返回值優(yōu)化，此函數(shù)故意這樣寫
A Get(bool flag) {
    A a;
    A b;
    cout << "ready return" << endl;
    if (flag)
        return a;  
    else
        return b;
}

int main() {
    {
        A a = Get(false);  // 返回右值，調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)
    }
    cout << "main finish" << endl;
    return 0;
}

上面的代碼中實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)構(gòu)造（ Move Construct）。從移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中可以看到，它的參數(shù)是一個(gè)右值引用類型的參數(shù) A&&，這里沒有深拷貝，只有淺拷貝，這樣就避免了對(duì)臨時(shí)對(duì)象的深拷貝，提高了性能。

在實(shí)際開發(fā)中，通常在類中自定義移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)的同時(shí)，會(huì)再為其自定義一個(gè)適當(dāng)?shù)目截悩?gòu)造函數(shù)，由此當(dāng)用戶利用右值初始化類對(duì)象時(shí)，會(huì)調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)；使用左值（非右值）初始化類對(duì)象時(shí)，會(huì)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。

這里的 A&& 用來根據(jù)參數(shù)是左值還是右值來建立分支，如果是臨時(shí)值，則會(huì)選擇移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)。

移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)只是將臨時(shí)對(duì)象的資源做了淺拷貝，不需要對(duì)其進(jìn)行深拷貝，從而避免了額外的拷貝，提高性能。這也就是所謂的移動(dòng)語義（ move 語義），右值引用的一個(gè)重要目的是用來支持移動(dòng)語義的（移動(dòng)語義的分析詳細(xì)見下文）。

引用限定符

將左值的類對(duì)象稱為左值對(duì)象，將右值的類對(duì)象稱為右值對(duì)象。默認(rèn)情況下，對(duì)于類中用 public 修飾的成員函數(shù)，既可以被左值對(duì)象調(diào)用，也可以被右值對(duì)象調(diào)用，舉個(gè)例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class demo {
public:
    demo(int num) : num(num) {}
    int get_num() { return this->num; }

private:
    int num;
};

int main() {
    demo a(10);
    cout << a.get_num() << endl;
    cout << move(a).get_num() << endl;
    return 0;
}

可以看到，demo 類中的 get_num() 成員函數(shù)既可以被 a 左值對(duì)象調(diào)用，也可以被 move(a) 生成的右值 demo 對(duì)象調(diào)用，運(yùn)行程序會(huì)輸出兩個(gè) 10。

某些場(chǎng)景中，我們可能需要限制調(diào)用成員函數(shù)的對(duì)象的類型（左值還是右值），為此 c++11 新添加了引用限定符。所謂引用限定符，就是在成員函數(shù)的后面添加 “&” 或者 “&&”，從而限制調(diào)用者的類型（左值還是右值）?！咀⒁狻恳孟薅ǚ贿m用于靜態(tài)成員函數(shù)和友元函數(shù)。

// 代碼修改
class demo {
public:
    demo(int num) : num(num) {}
    int get_num() & { return this->num; }  // 添加了 "&"，限定調(diào)用該函數(shù)的對(duì)象必須是左值對(duì)象

private:
    int num;
};

int main() {
    demo a(10);
    cout << a.get_num() << endl;  // 正確
    // cout << move(a).get_num() << endl;  // 錯(cuò)誤
    return 0;
}

// 代碼修改
class demo {
public:
    demo(int num) : num(num) {}
    int get_num() && { return this->num; }  // 添加了 "&&"，限定調(diào)用該函數(shù)的對(duì)象必須是右值對(duì)象

private:
    int num;
};

int main() {
    demo a(10);
    //cout << a.get_num() << endl; // 錯(cuò)誤
    cout << move(a).get_num() << endl; // 正確
    return 0;
}

const 和引用限定符

const 也可以用于修飾類的成員函數(shù)，習(xí)慣稱為常成員函數(shù)。

const 和引用限定符修飾類的成員函數(shù)時(shí)，都位于函數(shù)的末尾。C++11 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)引用限定符和 const 修飾同一個(gè)類的成員函數(shù)時(shí)，const 必須位于引用限定符前面。如下：

#include <iostream>
using namespace std;
class demo {
public:
    demo(int num, int num2) : num(num), num2(num2) {}
    //左值和右值對(duì)象都可以調(diào)用
    int get_num() const& { return this->num; }
    //僅供右值對(duì)象調(diào)用
    int get_num2() const&& { return this->num2; }

private:
    int num;
    int num2;
};

【注意】當(dāng) const && 修飾類的成員函數(shù)時(shí)，調(diào)用它的對(duì)象只能是右值對(duì)象；當(dāng) const & 修飾類的成員函數(shù)時(shí)，調(diào)用它的對(duì)象既可以是左值對(duì)象，也可以是右值對(duì)象。無論是 const && 還是 const & 限定的成員函數(shù)，內(nèi)部都不允許對(duì)當(dāng)前對(duì)象做修改操作。

移動(dòng)語義—std::move()

所謂移動(dòng)語義，指的就是以移動(dòng)而非深拷貝的方式初始化含有指針成員的類對(duì)象：之前的拷貝是對(duì)于別人的資源，自己重新分配一塊內(nèi)存存儲(chǔ)復(fù)制過來的資源，而對(duì)于移動(dòng)語義，類似于轉(zhuǎn)讓或者資源竊取的意思，對(duì)于那塊資源，轉(zhuǎn)為自己所擁有，別人不再擁有也不會(huì)再使用，通過 c++11 新增的移動(dòng)語義可以省去很多拷貝負(fù)擔(dān)，怎么利用移動(dòng)語義呢，是通過移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)。

移動(dòng)語義可以將資源（堆、系統(tǒng)對(duì)象等）通過淺拷貝方式從一個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)移到另一個(gè)對(duì)象，這樣能夠減少不必要的臨時(shí)對(duì)象的創(chuàng)建、拷貝以及銷毀，可以大幅度提高 c++ 應(yīng)用程序的性能，消除臨時(shí)對(duì)象的維護(hù)（創(chuàng)建和銷毀）對(duì)性能的影響。

class A {
public:
    A(int size) : size_(size) { data_ = new int[size]; }
    A() {}
    A(const A& a) {
        size_ = a.size_;
        data_ = new int[size_];
        cout << "copy " << endl;
    }
    A(A&& a) {                       // 移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)
        this->data_ = a.data_;
        a.data_ = nullptr;
        cout << "move " << endl;
    }

    ~A() {
        if (data_ != nullptr) {
            delete[] data_;
        }
    }

    int* data_;
    int size_;
};

int main() {
    A a(10);
    A b = a;
    A c = std::move(a);  // 返回右值，調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)
    return 0;
}

如果不使用 std::move()，會(huì)有很大的拷貝代價(jià)，使用移動(dòng)語義可以避免很多無用的拷貝，提供程序性能，c++ 所有的 STL 都實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)語義，方便我們使用。

【注意1】移動(dòng)語義僅針對(duì)于那些實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)的類的對(duì)象，對(duì)于那種基本類型 int、float 等沒有任何優(yōu)化作用，還是會(huì)拷貝，因?yàn)樗鼈儗?shí)現(xiàn)沒有對(duì)應(yīng)的移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)。

【注意2】在實(shí)際開發(fā)中，通常在類中自定義移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)的同時(shí)，會(huì)再為其自定義一個(gè)適當(dāng)?shù)目截悩?gòu)造函數(shù)，由此當(dāng)用戶利用右值初始化類對(duì)象時(shí)，會(huì)調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)；使用左值（非右值）初始化類對(duì)象時(shí)，會(huì)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。

完美轉(zhuǎn)發(fā)

首先，解釋一下什么是完美轉(zhuǎn)發(fā)，它指的是函數(shù)模板可以將自己的參數(shù)“完美”地轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部調(diào)用的其它函數(shù)。所謂完美，即不僅能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)的值，還能保證被轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)的左、右值屬性不變。例如：

template <typename T>
void function(T t) {
    otherdef(t);
}

如上所示，function() 函數(shù)模板中調(diào)用了 otherdef() 函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，完美轉(zhuǎn)發(fā)指的是：如果 function() 函數(shù)接收到的參數(shù) t 為左值，那么該函數(shù)傳遞給 otherdef() 的參數(shù) t 也是左值；反之如果 function() 函數(shù)接收到的參數(shù) t 為右值，那么傳遞給 otherdef() 函數(shù)的參數(shù) t 也必須為右值。

顯然， function() 函數(shù)模板并沒有實(shí)現(xiàn)完美轉(zhuǎn)發(fā)。一方面，參數(shù) t 為非引用類型，這意味著在調(diào)用 function() 函數(shù)時(shí)，實(shí)參將值傳遞給形參的過程就需要額外進(jìn)行一次拷貝操作；另一方面，無論調(diào)用 function() 函數(shù)模板時(shí)傳遞給參數(shù) t 的是左值還是右值，對(duì)于函數(shù)內(nèi)部的參數(shù) t 來說，它有自己的名稱，也可以獲取它的存儲(chǔ)地址，因此它永遠(yuǎn)都是左值，也就是說，傳遞給 otherdef() 函數(shù)的參數(shù) t 永遠(yuǎn)都是左值。總之，無論從那個(gè)角度看， function() 函數(shù)的定義都不“完美”。

接下來，那如何實(shí)現(xiàn)完美轉(zhuǎn)發(fā)呢，答案是使用 std::forward()：

• 首先在定義模板函數(shù)時(shí)，采用右值引用的語法格式定義參數(shù)類型，由此該函數(shù)既可以接收外界傳入的左值，也可以接收右值；
• 其次，還需要使用 c++11 標(biāo)準(zhǔn)庫提供的 std::forword() 模板函數(shù)修飾被調(diào)用函數(shù)中需要維持左、右值屬性的參數(shù)。

由此即可輕松實(shí)現(xiàn)函數(shù)模板中參數(shù)的完美轉(zhuǎn)發(fā)，如下所示：

void PrintV(int& t) { 
	cout << "lvalue" << endl; 
}
void PrintV(int&& t) { 
	cout << "rvalue" << endl;
}

template <typename T>
void Test(T&& t) {               // 1、采用右值引用的語法格式定義參數(shù)類型
    PrintV(t);
    PrintV(std::forward<T>(t));
    PrintV(std::move(t));
}

int main() {
    Test(1);                       // lvalue rvalue rvalue
    int a = 1;
    Test(a);                       // lvalue lvalue rvalue
    // 2、使用 std::forword() 模板函數(shù)修飾被調(diào)用函數(shù)
    Test(std::forward<int>(a));    // lvalue rvalue rvalue
    Test(std::forward<int&>(a));   // lvalue lvalue rvalue
    Test(std::forward<int&&>(a));  // lvalue rvalue rvalue
    return 0;
}

• Test(1)：1是右值，模板中 T &&t 這種為萬能引用，右值 1 傳到 Test 函數(shù)中變成了右值引用，但是調(diào)用 PrintV() 時(shí)候，t 變成了左值，因?yàn)樗兂闪艘粋€(gè)擁有名字的變量，所以打印 lvalue，而 PrintV(std::forward<T>(t)) 時(shí)候，會(huì)進(jìn)行完美轉(zhuǎn)發(fā)，按照原來的類型轉(zhuǎn)發(fā)，所以打印 rvalue，PrintV(std::move(t)) 毫無疑問會(huì)打印 rvalue。
• Test(a)：a 是左值，模板中 T && 這種為萬能引用，左值 a 傳到 Test 函數(shù)中變成了左值引用，所以有代碼中打印。
• Test(std::forward<T>(a))：轉(zhuǎn)發(fā)為左值還是右值，依賴于 T，T 是左值那就轉(zhuǎn)發(fā)為左值，T 是右值那就轉(zhuǎn)發(fā)為右值。

#include <iostream>
using namespace std;

//重載被調(diào)用函數(shù)，查看完美轉(zhuǎn)發(fā)的效果
void otherdef(int & t) {
    cout << "lvalue\n";
}

void otherdef(const int & t) {
    cout << "rvalue\n";
}

//實(shí)現(xiàn)完美轉(zhuǎn)發(fā)的函數(shù)模板
template <typename T>
void function(T&& t) {
    otherdef(forward<T>(t));
}

int main()
{
    function(5);  // rvalue
    int  x = 1;
    function(x);  // lvalue
    return 0;
}
// 打印結(jié)果
// rvalue  
// lvalue

emplace_back 減少內(nèi)存拷貝和移動(dòng)

對(duì)于STL容器，c++11 后引入了 emplace_back 接口。emplace_back 是就地構(gòu)造，不用構(gòu)造后再次復(fù)制到容器中，因此效率更高?？紤]這樣的語句：

vector<string> testVec;
testVec.push_back(string(16, 'a'));

上述語句足夠簡(jiǎn)單易懂，將一個(gè) string 對(duì)象添加到 testVec 中。底層實(shí)現(xiàn)：

• 首先，string(16, ‘a’) 會(huì)創(chuàng)建一個(gè) strin g類型的臨時(shí)對(duì)象，這涉及到一次string 構(gòu)造過程。
• 其次，vector 內(nèi)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 string 對(duì)象，這是第二次構(gòu)造。
• 最后在 push_back 結(jié)束時(shí)，最開始的臨時(shí)對(duì)象會(huì)被析構(gòu)。加在一起，這兩行代碼會(huì)涉及到兩次 string 構(gòu)造和一次析構(gòu)。

c++11 可以用 emplace_back 代替 push_back，emplace_back 可以直接在vector中構(gòu)建一個(gè)對(duì)象，而非創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)對(duì)象，再放進(jìn)vector，再銷毀。emplace_back可以省略一次構(gòu)建和一次析構(gòu)，從而達(dá)到優(yōu)化的目的。

emplace_back 內(nèi)部沒有使用拷貝構(gòu)造函數(shù)，也沒有使用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)，而是直接調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，因此更加高效。

總結(jié)

c++11 在性能上做了很大的改進(jìn)，最大程度減少了內(nèi)存移動(dòng)和復(fù)制，通過右值引用、 forward、emplace 和一些無序容器我們可以大幅度改進(jìn)程序性能。

• 右值引用僅僅是通過改變資源的所有者（剪切方式，而不是拷貝方式）來避免內(nèi)存的拷貝，能大幅度提高性能。
• forward 能根據(jù)參數(shù)的實(shí)際類型轉(zhuǎn)發(fā)給正確的函數(shù)（參數(shù)用 &&的方式）。
• emplace 系列函數(shù)通過直接構(gòu)造對(duì)象的方式避免了內(nèi)存的拷貝和移動(dòng)。

以上就是C++11學(xué)習(xí)之右值引用和移動(dòng)語義詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++11右值引用 移動(dòng)語義的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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