目錄

前言

一.右值引用的概念

? ? ? ? 1.1 左值和右值的概念

? ? ? ? 1.2 引用和右值引用比較

二.右值引用的作用

? ? ? ? 2.1引用的缺陷

? ? ? ? 2.1 移動語義

????????2.2 右值引用的具體應用

? ? ? ? 2.3 對比引用總結

三.右值引用引用左值(move)

四.完美轉化

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前言

? ? ? ? 在C++98中也有一個引用，為左值引用，但是左值引用有一些不足。而C++11的右值引用的提出彌補了左值引用的不足。

? ? ? ? 左值引用和右值引用都是別名。

? ? ? ? 說明：下面說引用都代表C++98的左值引用。

一.右值引用的概念

? ? ? ? 右值引用也是一塊空間的別名。只能對右值進行引用。使用是在類型后面加兩個&&。

#include<iostream> using namespace std;int Add(int x, int y){return x + y; }int main(){const int&& ra = 10;//右值引用//函數(shù)返回值為一個臨時變量，是右值int&& ret = Add(2, 3);//右值引用return 0; }

? ? ? ? 1.1 左值和右值的概念

? ? ? ? 左值和右值是C語言的概念，但是C語言沒有給出嚴格的標準，一般認為，可以放在等號"="左邊的是左值，可以放在等號右邊的是右值。但是這個說法是錯誤的。

比如：

#include<iostream> using namespace std;int main(){//a,b是左值，10和20是右值int a = 10;int b = 20;//此時b也可以放在等號右邊//a也可以放在等號右邊a = b;b = a;return 0; }

左值和右值是不好區(qū)分的，這里我們一般這樣認為：

• 左值：一般是可以修改的值，可以取地址的，通常是變量。
• 右值：一般是常量(除const 修飾的)，表達式或者函數(shù)的傳值返回(生成臨時變量)。

????????注意：傳引用返回是右值。

C++11有對右值進行了嚴格的區(qū)分：

• 純右值：比如常量，表達式值a+b
• 將亡值：比如函數(shù)傳值返回，表達式的中間結果。顧名思義，將亡值的空間馬上就要被釋放了。

? ? ? ? 1.2 引用和右值引用比較

• 引用，只能引用左值，不能引用右值。但是const引用既可以引用左值，又可以引用右值。

int main(){//a為左值，10為右值int a = 10;int& ra1 = a;const int& ra2 = a;//int& ra3 = 10;//編譯錯誤，10為右值const int& ra3 = 10;return 0; }

• 右值引用：只能引用右值，不能引用左值。但是右值引用可以引用move之后的左值。move在后面有介紹，可以認為是改變了左值的屬性，變成了右值。

int main(){//a為左值，10為右值int a = 10;int&& ra1 = 10;//int&& ra2 = a;//a為左值，編譯錯誤int&& ra2 = move(a);//move后就可以了return 0; }

二.右值引用的作用

? ? ? ? 右值引用和引用都是別名，為什么還要提出右值引用呢？

? ? ? ? 2.1引用的缺陷

#include<iostream> using namespace std;class String{ private:char *_str; public://構造String(char *str = " "){_str = new char[strlen(str) + 1];strcpy(_str, str);}//拷貝構造String(const String& s){cout << "String(const String& s)——拷貝構造" << endl;_str = new char[strlen(s._str) + 1];strcpy(_str, s._str);}};String Fun(String& s){String ret(s);return ret; } ~String() {if(_str)delete[] _str; } int main(){String s1("左值");String s2 = Fun(s1);getchar();return 0; }

? ? ? ? 我們知道引用做參數(shù)和返回值是可以減少拷貝構造，特別是對于深拷貝的，可以提高效率。但是，當返回值是函數(shù)的局部對象時，不能引用返回，需要傳值返回。

//需要傳值返回 String Fun(String& s){String ret(s);return ret; }

? ? ? ? 當將返回值函數(shù)返回值賦給另外一個對象s2時。 會調(diào)用String類的拷貝構造函數(shù)，進行深拷貝。

String s1("左值"); String s2 = Fun(s1);

? ? ? ret在按照值返回時，必須拷貝構造一個臨時對象，需要進行深拷貝。將Fun函數(shù)返回值賦值給s2時，也就是將臨時對象拷貝構造s2，也需要進行深拷貝。仔細觀察發(fā)現(xiàn)：s2和臨時對象空間里的內(nèi)容是相同的，而它們?nèi)齻€都有獨立的空間，相當于創(chuàng)建了三個完全相同的對象。這樣對于空間來說是一種浪費，程序效率也會降低。

? ? ? ? 下面來說如何優(yōu)化。

? ? ? ? 2.1 移動語義

• 移動語義：將一個對象中的資源移動到另外一個對象中。

如上缺陷，我們可以這樣優(yōu)化：

? ? ? ? 我們知道臨時變量是內(nèi)容和s2的內(nèi)容相同，而臨時對象是一個將亡值。我們可以在臨時對象拷貝構造s2時，不進行深拷貝，而是將臨時對象空間的資源換給對象s2。

? ? ? ? 臨時對象是將亡值，也就是右值，我們可以重載一個參數(shù)為右值引用的拷貝構造函數(shù)。我們將這個拷貝構造函數(shù)稱為移動構造。

????????參數(shù)s右值引用的是臨時變量。將臨時變量的資源移動到this指針，也就是s2中。而臨時對象在構造完s2后，就會被銷毀。

//移動構造 String(String&& s){_str = s._strs._str = nullptr; }

整個過程：

? ? ? ? 由于ret是左值，在拷貝構造臨時對象時，調(diào)用的是拷貝構造函數(shù)，而臨時對象是右值(將亡值)，在構造s2時，會調(diào)用移動構造，將臨時對象的資源換給了s2。這樣減少了一次深拷貝的過程。

#include<iostream>using namespace std;class String{ private:char *_str; public:String(char *str = " "){_str = new char[strlen(str) + 1];strcpy(_str, str);}//拷貝構造String(const String& s){cout << "String(const String& s)——拷貝構造" << endl;_str = new char(strlen(s._str) + 1);strcpy(_str, s._str);}//移動構造String(String&& s){cout << "String(const String& s)——移動構造" << endl;_str = s._str;s._str = nullptr;}~String(){if (_str)delete[] _str;}};//需要傳值返回 String Fun(String& s){String ret(s);//調(diào)用拷貝構造return ret; }int main(){String s1("左值");String s2(Fun(s1));//調(diào)用移動構造return 0; }

?這里編譯器做了優(yōu)化，ret調(diào)用拷貝構造函數(shù)構造臨時對象的過程省略了。

注意：

• 在移動構造函數(shù)的參數(shù)一定不能設置成const類型的右值引用，否則不能修改，資源無法轉移。
• 在C++11中，編譯器會為了類默認生成一個移動構造，該移動構造為淺拷貝，因此當類中涉及到資源管理，必須顯示自己的移動構造。

????????2.2 右值引用的具體應用

????????右值引用的主要應用就是重載了移動構造函數(shù)，利用了將亡值，將將亡值的空間內(nèi)容交換到要拷貝的對象中。減少了深拷貝。

• 右值引用做函數(shù)的參數(shù)

? ? ? ? 由于右值引用引用的是右值(將亡值)，當函數(shù)體里需要對該參數(shù)進行拷貝構造時，會調(diào)用移動拷貝構造。減少深拷貝。提高效率。

• 函數(shù)傳值返回，用對象接收。

? ? ? ? 函數(shù)傳值返回，返回一個臨時對象，是一個將亡值。再用對象接收，臨時對象拷貝構造對象。會調(diào)用移動拷貝構造函數(shù)，減少深拷貝。

? ? ? ? 2.3 對比引用總結

????????引用和右值引用本質的作用都是減少拷貝。右值引用彌補了引用的不足。右值引用提高了傳值返回的效率。

引用：

? ? ? ? 引用做參數(shù)和返回值可以減少拷貝構造。但是，當返回的對象出了作用域就不在了，只能傳值返回。

? ? ? ? 如果沒有右值引用，用對象接收，會調(diào)用拷貝構造，對于string/vector等容器，需要進行深拷貝。效率低。

右值引用：

? ? ? ?右值引用的主要應用就是重載了移動構造函數(shù)，利用了將亡值，將將亡值的空間內(nèi)容交換到要拷貝的對象中。減少了深拷貝。

? ? ? ? 當函數(shù)傳值返回時，用對象接收，會調(diào)用移動構造函數(shù)，對于string/vector等容器，不需要進行深拷貝，只需要將右值引用交換到構造的對象中即

? ? ? ? 右值引用做參數(shù)，函數(shù)體里有需要拷貝構造右值引用的，會調(diào)用移動構造，不會進行深拷貝。

三.右值引用引用左值(move)

? ? ? ? 按照語法，右值引用只能引用右值。但是在有些場景下，需要用到右值去引用左值來實現(xiàn)移動語義。

? ? ? ? 當右值引用一個左值，需要通過move函數(shù)將左值轉化為右值。可以理解成將一個左值的屬性改成右值返回。

int main(){//a為左值，10為右值int a = 10;int&& ra1 = 10;int&& ra2 = move(a);//move后就可以了return 0; }

????????注意：被轉化的左值，其生命周期并沒有隨著左值的轉化而改變，move并不會銷毀左值。但是，move后，會改變左值的內(nèi)容。如果后序還會使用到左值，要慎用move。

? ? ? ? 在STL中也有一個move函數(shù)，作用時將一個范圍中的元素搬到另外一個位置。

如下：用的上面這個類。

四.完美轉化

? ? ? ? 轉發(fā)是：按照模板參數(shù)的類型，將參數(shù)傳遞給函數(shù)模板中調(diào)用的另外一個函數(shù)。

#include<iostream> using namespace std;void Fun(int &x){ cout << "lvalue ref" << endl; } void Fun(int &&x){ cout << "rvalue ref" << endl; }template<typename T> void PerfectForward(T &&t){Fun(t); }int main() {PerfectForward(10); //10是右值return 0; }

?? ? ? ? 下面PerfectForward()是轉化的模板函數(shù)，Func為實際目標函數(shù)。但是這里有一個問題。如下：10是右值，但是調(diào)用的確是左值引用的函數(shù)。說明在PerfectForward()模板函數(shù)轉發(fā)過程中，10的右值屬性丟失了。

?????????完美轉發(fā)：是目標函數(shù)總希望參數(shù)的實際類型不會因為轉化函數(shù)而發(fā)生改變。就好像轉化函數(shù)不存在。也就是，當函數(shù)模板在向其它函數(shù)傳遞自身的形參時，如果相應實參時左值，它轉化的就是左值，如果相應實參是右值，它轉化的就是右值。

? ? ? ? 完美轉化需要通過forward函數(shù)來實現(xiàn)。

void Fun(int &x){ cout << "lvalue ref" << endl; } void Fun(int &&x){ cout << "rvalue ref" << endl; }template<typename T> void PerfectForward(T &&t){Fun(forward<T>(t)); //在需要轉化函數(shù)的的目標函數(shù)參數(shù)調(diào)用forward函數(shù) } int main() {PerfectForward(10); // rvalue refsystem("pause");return 0; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++11——右值引用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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