c++11右值引用（rvalue reference）

右值引用（rvalue reference）是 C++11 引入的一个新特性，主要用于支持移动语义，优化资源的管理，尤其是在进行资源转移时避免不必要的拷贝操作。右值引用通过 && 符号进行表示。

1. 右值引用的基本概念

• 右值：指那些不能取地址的临时对象，比如字面量、临时变量、运算结果等。
• 左值：指那些可以取地址的对象，如变量。
• 右值引用允许我们将临时对象的资源“移动”到另一个对象中，而不是通过复制的方式，这在处理大对象或者复杂资源时非常有用。

2. 语法

右值引用的基本语法为 T&&，其中 T 是类型，&& 表示右值引用。

int&& r = 5;  // r 是一个右值引用，绑定到临时整数 5

3. 右值引用的使用场景

右值引用主要用在以下几个场景：

3.1 移动语义

右值引用可以让我们通过移动而不是拷贝来传递资源，极大地提高性能，尤其是对于资源密集型的类型（如 std::vector, std::string）来说。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>class MyClass {
public:MyClass() {std::cout << "Constructor\n";}MyClass(const MyClass& other) {std::cout << "Copy Constructor\n";}MyClass(MyClass&& other) noexcept {  // 移动构造函数std::cout << "Move Constructor\n";}
};MyClass createObject() {return MyClass();  // 返回一个临时对象
}int main() {MyClass obj1 = createObject();  // 使用移动构造return 0;
}

输出：

Constructor
Move Constructor

在上面的例子中，createObject() 返回了一个临时对象，通过右值引用（MyClass&&）的移动构造函数，资源被“移动”到 obj1，避免了不必要的拷贝。

3.2 std::move

std::move 是一个类型转换函数，将左值转换为右值引用。它本身并不做“移动”，只是改变了表达式的类型，允许右值引用的语法应用于左值。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <utility>  // std::movevoid processVector(std::vector<int>& v) {std::cout << "Processing left value\n";
}void processVector(std::vector<int>&& v) {std::cout << "Processing right value\n";
}int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3};processVector(vec);  // 传递左值processVector(std::move(vec));  // 传递右值return 0;
}

输出：

Processing left value
Processing right value

在这个例子中，std::move 使得 vec 成为右值引用，从而调用右值版本的 processVector。

3.3 完美转发（Perfect Forwarding）

在模板中，可以使用右值引用实现完美转发，即将参数的值类别（左值或右值）完美地转发到另一个函数。通常和 std::forward 配合使用。

示例：

#include <iostream>
#include <utility>  // std::forwardtemplate <typename T>
void wrapper(T&& arg) {process(std::forward<T>(arg));  // 完美转发
}void process(int& x) {std::cout << "Left value: " << x << std::endl;
}void process(int&& x) {std::cout << "Right value: " << x << std::endl;
}int main() {int a = 10;wrapper(a);  // 左值传递wrapper(20); // 右值传递return 0;
}

输出：

Left value: 10
Right value: 20

这里，wrapper 函数通过 std::forward(arg) 实现了完美转发，保持了原始值的值类别。

4. 右值引用与常量

右值引用可以与常量结合使用，但需要注意，不能修改常量右值引用绑定的对象。

示例：

int&& r1 = 5;
const int&& r2 = 10;  // 常量右值引用

5. 右值引用与移动构造和移动赋值

右值引用是移动构造函数和移动赋值运算符的核心，它使得对象能够“转移”其资源，而不是进行昂贵的深拷贝。

#include <iostream>
#include <vector>class MyClass {
public:MyClass() {std::cout << "Constructor\n";}MyClass(const MyClass& other) {std::cout << "Copy Constructor\n";}MyClass(MyClass&& other) noexcept {std::cout << "Move Constructor\n";}MyClass& operator=(const MyClass& other) {std::cout << "Copy Assignment\n";return *this;}MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {std::cout << "Move Assignment\n";return *this;}
};int main() {MyClass a;MyClass b = std::move(a);  // 移动构造MyClass c;c = std::move(b);  // 移动赋值return 0;
}

输出：

Constructor
Move Constructor
Move Assignment

总结：

• 右值引用 (T&&) 用于表示可以绑定到右值的引用。
• 主要用于移动语义，避免不必要的拷贝，提高性能。
• std::move 可以将左值转换为右值引用。
• 右值引用是移动构造和移动赋值的基础。
• 结合 完美转发，右值引用可以帮助我们在模板中保持值类别。