左值和右值std::move和std::forward

1. 左值和右值

C++中的表达式存在左值、右值之分，实际上这个语法表述继承自C语言，在C语言中，这两个语法词的意义很简单，左值表示可以在赋值语句左侧的表达式，右值表示可以在赋值语句右侧的表达式。

但是C++中对这两个语法的语义进行了拓展，简单来说可以归纳如下:

左值使用的是对象的身份（即内存中的位置）；
右值使用的是对象的值（内容）；

下面是一个左值和右值的最简单的例子：

int a = 1;

在上面代码的描述中，a和1都是表达式，不同的是，a是一个左值，1是一个右值，这个概念在实际上和C语言中的概念相同。
另外C++还具有另外一个重要的原则，在需要使用右值的地方可以使用左值来代替，但是不能把右值当作左值使用，在左值被当成右值使用时，实际上使用的是它的值。

int a = 1;//合法
int b = a;//合法
int 1 = b;//非法

需要注意的是，C++标准还规定任何变量都是左值。

int &&a = 1;
int &&b = a;//非法，a是一个左值

从对左值和右值的描述中可以看到，左值是一个持久的概念，需要手动去销毁左值，右值则是一个短暂的概念，在右值被使用完毕之后，这个对象就会被自动销毁。

2. 左值引用和右值引用

在左值和右值的基础上，C++11派生出两个新的概念，左值引用和右值引用。
所谓的左值应用如下所示：

int i = 0;
int &a = i;

此时a就是一个左值引用，左值引用在之前的C++标准中就早已出现，并且一直在被使用，只是为了和新出现的右值引用的进行概念区分，才出现左值引用这个名词来对其进行描述。

右值引用如下所示：

int &&b = 10;

此时b就是一个右值引用，C++11语法规定，&用来描述左值引用，&&用来描述右值引用。
#使用右值引用
C++11中引入右值引用这个概念，实际上是为了完成一个操作，就是右值本身是一个临时对象，该对象将要被销毁，而右值引用可以绑定这个对象，然后对这个对象进行操作，获取这个对象中的状态。

通俗一点来说就是，右值引用可以去获取那些将要被销毁对象中的数据，对其进行利用，减少内存的频繁操作。
这个所谓的减少，本身还是依赖于类的相关实现，C++11为此特地引入了一个新的构造函数，移动构造函数，下面是一个简单的实现：

class A
{
...
    A(A &&other)
    {
        cout << "class A move copy" << endl;
        m_a = other.m_a;
        m_str = other.m_str;
        other.m_str = nullptr;
        other.m_a = 0;
    }
    A &operator=(A &&other)
    {
        cout << "class = A copy" << endl;
        m_a = other.m_a;
        m_str = other.m_str;
        other.m_a = 0;
        other.m_str = nullptr;

        return *this;
    }
...
private:
    int m_a;
    char *m_str;
};

移动构造函数将会在右值传入的使用被调用，其行为是将传入的右值的数据完整的移动到新的对象中，然后将传入的右值中的变量进行初始化，等待销毁。
这样的操作，因为右值是一个即将要销毁的对象，所以这样可以在构建的时候，减少内存销毁和分配。

C++标准规定:

返回左值引用的函数，连同赋值、下表、解引用和前置递增/递减运算符都返回左值
返回非引用类型的函数，连同算术、关系、位置以及后置递增/递减运算符都生成右值

那么按照如上规定:下面这个对类A操作的函数将调用移动构造函数：

A returnA()
{
    A a;
    return a;
}
A newa = returnA();

！！！需要注意的是，gnu编译器会自动优化代码，导致没有出现相关的现象， 如果需要查看需要添加编译命令-fno-elide-constructors。

3 std::move

在某些场景下，会出现需要将左值的参数转换成右值就行使用，而std::move就可以完成这个任务。
如下所示：

int a = 1;
int &&b = a;//非法，右值引用无法绑定左值
int &&c = std::move(a)//合法

这样就完成了左值到右值的转换处理，如果将其拓展到类上使用，那么就可以在参数是左值的情况下，完成调用移动构造函数的逻辑。

4. std::forward

std::forward的语义也非常简单，很多资料上都将其称为完美转发，其实本质上std::forward针对的是之前提到的C++语法：所有变量都是左值。
这个语法导致了如果存在两个函数，都需要接受右值作为参数，但是其中一个函数调用了另外一个函数，那么就需要std::forward来解决，右值自动被转化为左值的问题。

void useA(A &a)
{
    cout << "left" << endl;
}
void useA(A &&a)
{
    cout << "rignt" << endl;
}

void useTotal(A &&a)
{
    useA((a));
}

此时输出的结果为left
如果将useTotal函数就行如下修改：

void useTotal(A &&a)
{
    useA(std::forward(a));
}

此时输出right。