C++ 左值右值、左值引用右值引用、integral_constant、integral_constant的元模板使用案例

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一、左值右值

1.左值

​​含义​​：

• 代表一个有明确、持久内存位置的​​对象​​。可以理解为能取地址 (&) 的对象。

特点：

• 有独立的内存地址（可以对其使用取地址运算符 &）。
• 在程序的多个地方可以使用（即“有名字”，或者可以通过指针/引用持久访问）。
• 通常出现在赋值表达式的 ​​左边或右边​​。
• 生命周期超出其所在的单个表达式。

例子：

int main() {int x = 10;      // x是左值 (有地址的存储单元)int arr[5];      // arr是左值int* ptr = &x;   // 对左值取地址有效// 错误用法：// &10;          // 错误！10是右值（字面量没有地址）
}

2.右值

含义​​：

• 代表一个​​临时的、即将消亡的值​​。通常没有明确的、可由程序通过变量名或指针直接访问的内存地址（或者这种访问没有意义）。可以理解为“只能出现在赋值表达式​​右边​​”的值。

特点：

• 通常是 ​​临时对象​​ 或 ​​纯常量值​​。
• ​​不能​​对其使用取地址运算符 &（尝试这样做编译器会报错）。
• 通常用于：
  初始化赋值（右边）
  函数参数（按值传递或绑定到右值引用）
  作为函数返回值（按值返回）
  只在该表达式中有效，其值在包含该表达式的语句结束后往往不再需要（将被销毁）。

例子：

int calculate() { return 100; }int main() {int a = 20;             int b = a + 5;          // (a+5)是右值（临时计算结果）int c = calculate();    // 函数返回值是右值int d = 30;             // 30本身是右值// 错误用法：// &(a+b);              // 错误！临时结果无地址
}

二、左值引用右值引用

1.左值引用

2.右值引用

实际场景对比

// 传统方式（左值引用）
void process_copy(const std::vector<int>& data) {// 只能读取，无法优化临时数据
}// 现代方式（右值引用重载）
void process_move(std::vector<int>&& data) {// 直接接管临时数据的资源
}int main() {std::vector<int> temp = generateData(); // 生成1GB数据// 传统处理 - 产生额外拷贝process_copy(temp);        // ✅ 安全但慢（保留下次使用）// 优化处理 - 避免拷贝process_copy(generateData());   // ❌ 低效：临时数据仍被拷贝process_move(generateData());   // ✅ 高效：直接接管资源// 显式移交所有权process_move(std::move(temp));  // ⚠️ 移交后temp不再可靠
}

注意：非const左值引用​​不能绑定到右值​

总结

左值​​：有名字、有地址的对象。
​​右值​​：临时对象，没有名字。
​​左值引用（T&）​​：只能绑定左值，用于别名。
​​右值引用（T&&）​​：只绑定右值，用于移动语义。
​​std::move​​：让左值变成右值引用。
​​std::forward​​：在泛型编程中保持值类别。

记住核心目的：右值引用和移动语义是为了避免不必要的拷贝，提升性能。

三、integral_constant

定义常量一般使用：枚举、static、const 去定义。integral_constant可以让我们在预编译期定义常量
基础使用方式如下：

	typedef std::integral_constant<int, 100>::type TestValue;int a = TestValue::value;

四、integral_constant的元模板使用案例

1.求最大整数

定义：

template<int,int...Args>
struct IntMax;template<int a>
struct IntMax<a> : std::integral_constant<int,a>
{};template<int a1,int a2, int...Args>
struct IntMax<a1, a2, Args...>: std::integral_constant<int, a1 >= a2 ?IntMax<a1, Args...>::value :IntMax<a2, Args...>::value>
{};

使用：

std::cout << IntMax<1, 2, 5, 4, 3>::value << std::endl;

2.内存对齐

alignof关键字

用于内存对齐

	struct FStruct{int a;float b;char c;double d;};std::cout << alignof(FStruct) << std::endl; // 结果为8std::cout << sizeof(FStruct) << std::endl; // 结果为24  //int 4 float 4  ||  char 1 -> 8  ||  double 8  ==> 3*8 = 24

元模板计算内存对齐

定义：

template<typename...Args>
struct AlignofStuct : std::integral_constant<int,IntMax<std::alignment_of<Args>::value...>::value>
{};

使用：

	std::cout << AlignofStuct<int, char, float, double>::value << std::endl;