详解C++11新特性---右值引用和移动语义

目录

一、左值引用和右值引用

1.什么是左值？什么是左值引用？ 

2.什么是右值？什么是右值引用？ 

3.左值引用与右值引用比较  

二、右值引用使用场景和意义

1.左值引用的使用场景

2.左值引用的短板：

3.右值引用和移动语义解决上述问题

移动构造： 

移动赋值：

 三、右值引用引用左值及其一些更深入的使用场景分析

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一、左值引用和右值引用

       传统的C++语法中就有引用的语法，而C++11中新增了的右值引用语法特性，所以从现在开始我们之前学习的引用就叫做左值引用。

无论左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。

1.什么是左值？什么是左值引用？ 

        左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)，我们可以获取它的地址+可以对它赋值，左值可以出现赋值符号的左边，右值不能出现在赋值符号左边。

        定义时const修饰符后的左值，不能给他赋值，但是可以取它的地址。 左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。

2.什么是右值？什么是右值引用？ 

右值也是一个表示数据的表达式，如：字面常量、表达式返回值，函数返回值(这个不能是左值引

用返回)等等，右值可以出现在赋值符号的右边，但是不能出现出现在赋值符号的左边，右值不能

取地址。 右值引用就是对右值的引用，给右值取别名。

        需要注意的是右值是不能取地址的，但是给右值取别名后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置的地址，也就是说例如：不能取字面量10的地址，但是rr1引用后，可以对rr1取地址，也可以修改rr1。如果不想rr1被修改，可以用const int&& rr1 去引用，是不是感觉很神奇，

这个了解一下实际中右值引用的使用场景并不在于此，这个特性也不重要。

 

3.左值引用与右值引用比较  

注意事项：

1.凡是能放在等式左边的一定是左值！！！

2.右值本身不能被修改，但是右值被右值引用后就变为了左值，需要被修改，否则无法实现移动构造和移动赋值（因为这两个操作的本质就是转移资源，我如果不是左值，怎么转移？）

eg：int&& x = 10；10是右值，但是x是左值，x是对10的右值引用

左值引用总结：

1. 左值引用只能引用左值，不能引用右值。

2. 但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值

 

右值引用总结：

1. 右值引用只能右值，不能引用左值。

2. 但是右值引用可以move以后的左值。

二、右值引用使用场景和意义

         前面我们可以看到左值引用既可以引用左值和又可以引用右值，那为什么C++11还要提出右值引用呢？是不是化蛇添足呢？下面我们来介绍左值引用的使用场景以及其短板，右值引用是如何补齐这个短板的！

1.左值引用的使用场景

①作为函数参数来引用传参 例如：void func(const T&x)

②接收函数返回值来引用返回

(部分场景适用：出了函数作用域，返回对象的生命周期还没结束）

例如：自定义类的运算符重构时

string& operator+=(char ch)

可以引用返回，避免深拷贝带来的消耗

2.左值引用的短板：

        但是当函数返回对象是一个局部变量，出了函数作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回。例如：bit::string to_string(int value)函数中可以看到，这里只能使用传值返回，传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。 

 

为了避免出现类似多次调用深拷贝的情况，C++11在这里就提出了右值引用与移动语义来解决这个问题 

3.右值引用和移动语义解决上述问题

移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来，占位已有，那么就不用做深拷贝了，所以它叫做移动构造，就是窃取别人的资源来构造自己。

移动构造： 

 

移动赋值：

在bit::string类中增加移动赋值函数，再去调用bit::to_string(1234)，不过这次是将

bit::to_string(1234)返回的右值对象赋值给ret1对象，这时调用的是移动构造。

这里运行后，我们看到调用了一次移动构造和一次移动赋值。

因为如果是用一个已经存在的对象接收，编译器就没办法优化了。

bit::to_string函数中会先用str生成构造生成一个临时对象，但是我们可以看到，编译器很聪明的在这里把str识别成了右值，调用了移动构造。

然后在把这个临时对象做为bit::to_string函数调用的返回值赋值给ret1，这里调用的移动赋值。

 三、右值引用引用左值及其一些更深入的使用场景分析

按照语法，右值引用只能引用右值，但右值引用一定不能引用左值吗？

因为：有些场景下，可能真的需要用右值去引用左值实现移动语义。

当需要用右值引用引用一个左值时，可以通过move 函数将左值转化为右值。

C++11中，std::move()函数位于 头文件中，该函数名字具有迷惑性，它并不搬移任何东西， 唯一的功能就是将一个左值强制转化为右值引用，然后实现移动语义 。

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