c++11左值引用与右值引用

c++11 中做值引用与右值引用

重点理解：

• 左值引用与右值引用的区别？
• 左值引用与右值引有什么特例？
• 什么是移动语义？解决哪类问题？
• 什么是完美转发？
• 什么是将亡值？
  

实现移动语义

• 通过实现移动语义，对象赋值时，避免资源的重新分配。c++11 之前利用深拷贝解决浅拷贝问题；
• STL中应用非常广泛；
• 实现 std::unique_ptr 等等。

解决深拷贝问题

什么是深拷贝?什么情况下使用深拷贝? 请参考深拷贝与浅拷贝。

#include 
#include 
#include 

class A {
public:
    A() {
        p = new int(10);
        cout << "A():p=" << p << endl;
    }
    A(const A&a) { // 深拷贝和浅拷贝
        // p= a.p;
        // a.p = nullptr;
        p = new int(10);
        memcpy(p, a.p, 10*sizeof(int));
        cout << "A(const A&):p=" << p << endl;
    }
    ~A() {
        if (p != nullptr) {
            delete []p;
            p = nullptr;
            cout << "~A()1" << endl;
        } else {
            cout << "~A()2" << endl;
        }
    }
    A(A&& a) {
        this->p = a.p;
        a.p = nullptr;
        cout << "A(A&&)" << endl;
    }
    int *p;
};

int main () {
    A a;
    A a1(a);  //调用拷贝构造函数
    cout << "a.p的地址为： " << a.p <<  " a1.p的地址为： " << a1.p << endl;

    cout << "======触发移动构造======" << endl;
    A a2(std::move(a));  //触发移动构造
    cout << "a2.p的地址为：" << a2.p << " a.p为" << a.p << endl;
}

代码执行结果：
A():p=0x862c20
A(const A&):p=0x862c40
a.p的地址为： 0x862c20 a1.p的地址为： 0x862c40
======触发移动构造======
A(A&&)
a2.p的地址为：0x862c20 a.p为0		# 对象a的资源转移到a2之后调用析构将自己销毁。
~A()1
~A()1
~A()2

STL中的应用

• 将堆上的资源移动到容器当中

#include 
#include 
#include 

using std::cout;
using std::endl;

class A {
public:
    A() {
        p = new int(10);
        cout << "A():p=" << p << endl;
    }
    A(const A&a) { // 深拷贝和浅拷贝
        // p= a.p;
        // a.p = nullptr;
        p = new int(10);
        memcpy(p, a.p, 10*sizeof(int));
        cout << "A(const A&):p=" << p << endl;
    }
    ~A() {
        if (p != nullptr) {
            delete []p;
            p = nullptr;
            cout << "~A()1" << endl;
        } else {
            cout << "~A()2" << endl;
        }
    }
    A(A&& a) {
        this->p = a.p;
        a.p = nullptr;
        cout << "A(A&&)" << endl;
    }
    int *p;
};

int main () {
    list<A> alist;
    A a;
    alist.push_back(A());  //(1) A()匿名对象，右值，直接调用移动构造变成一个将亡值

    //alist.push_back(a);  //(2) 左值，具体的对象，调用拷贝构造

    //alist.push_back(std::move(a));  //(3) 将左值变为右值，调用移动构造

    auto &front = alist.front();
    cout << "front.p=" << front.p << endl;

	return 0；
}

代码执行结果：
（1） 匿名对象A()申请堆上的地址与容器中A()地址相同，说明移动资源成功
A():p=0x1f60c20   		#调用了构造函数
A(A&&)					#调用了移动构造
~A()2	    			#析构将亡值
front.p=0x1f60c20
~A()1					#析构alist对象

（2）插入左值，调用拷贝构造函数，重新申请堆上的空间。对象地址不相同
A():p=0x7f2c20
A(const A&):p=0x7f2c60
front.p=0x7f2c60
~A()1
~A()1

（3）将左值转化为右值，调用了移动构造
A():p=0x178fc20
A(A&&)
front.p=0x178fc20
~A()2
~A()1

在unique_ptr的应

• 明确对象只有一个拥有者；
• unique_ptr 没有拷贝构造、没有赋值运算符、仅提供移动构造和移动赋值。

智能指针中unique_ptr相关内容可以参考unique_ptr相关介绍。

实现完美转发

• 理解什么是完美？什么是不完美？
• 怎么解决完美转发？

#include 
#include 

using std::cout;
using std::endl;
using std::forward;

void func(int &n) {
    cout << "lvalue=" << n << endl;
}

void func(int &&n) {
    cout << "rvalue=" << n << endl;
}

template<typename T>
void revoke(T&&t) {   
    func(t);  //(1)
    //func(std::forward(t));  //(2)
}

int main() {

    //(1)
    int i = 10;  
    int &m = i;  //左值引用
    int &&n = 100;  //右值引用
    revoke(m);
    revoke(n);

    //(2)
    //revoke(i);
    //revoke(10);

    return 0;
}

代码执行结果：
（1）
lvalue=10
lvalue=100

（2）
lvalue=10
rvalue=10

思考：
为什么没有将右值引用int &&n = 100;转发成功？
答：因为声明出来的左值引用或右值引用都是左值!

#include 
#include 

using std::cout;
using std::endl;
using std::forward;

void func(int &n) {
    cout << "lvalue=" << n << endl;
}

void func(int &&n) {
    cout << "rvalue=" << n << endl;
}

template<typename T>
void revoke(T&&t) {   
    func(std::forward<T>(t)); 
}

int main() {
    int i = 10;  
    int &m = i;  //左值引用
    int &&n = 100;  //右值引用
    revoke(m);
    revoke(n);
}

代码执行结果：
lvalue=10
lvalue=100

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