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前言

c++11中新增了右值引用的语法,本章主要说明左值引用和右值引用的使用场景

在我们了解左值引用和右值引用前,我们要先来理解一下左值和右值分别是什么

1.左值and右值

左值是一个表示数据的表达式,我们可以获取它的地址,有持久状态存储在内存当中,变量名,指针等,只要是可以取到地址的表达式都是左值

右值也是一个数据表达式,一般是字面常量或者创建的临时对象

核心区别:是否可以拿到地址,可以取地址就是左值 取不到地址就是右值

 2.左值引用and右值引用

我们知道引用其实就是起了一个别名 左值引用和右值引用也就是起别名

一个& 就是左值引用 两个&&就是右值引用

注意:左值引用不能直接引用右值 const左值可以引用右值

右值引用不能直接引用左值 右值引用可以引用move(左值)

move是一个函数 底层我们可以理解就是将左值强转成右值 但它的属性还是左值

引用可以延长生命周期

我们知道临时变量的生命周期很短,只有执行的那一行代码

const左值可以延长生命周期 右值引用可以延长生命周期

但是普通左值引用不可以延长生命周期,这是因为临时对象是右值,普通左值引用绑定右值,就可能会出现对已经销毁的对象做无效引用

注意:这里的延长生命周期是只在当前的栈帧有效,一旦函数运行完毕,进行释放,被延长的生命周期的临时对象也就被销毁了,延长的生命周期只在当前的作用域有效!!!!

3.参数匹配

c++98当我们实现一个const左值引用作为参数,那么传左值和右值都可以

c++11新增了右值引用,当我们进行传参,编译器就会找到相对最匹配的函数继续传参!!

右值引用变量在用于表达式的时候属性是左值

4.左值引用和右值引用的使用场景

左值引用的使用场景:

当函数的参数是左值引用 可以减少拷贝 因为它只是一个别名 左值引用传返回值得到时候 也可以减少拷贝 也可以修改实参 左值引用可以解决大量的拷贝效率问题 但是有些场景不能使用传左值引用返回

我们来举个例子  就是如果在当前栈帧中创建临时对象,我们就需要传值返回,这种消耗是很大的!

在c++11 右值引用还没有出来时,编译器对此进行了优化,不同的编译器优化可能不同

我们来看一下编译器优化 虽然说最终优化只有一次构造 但是还是有构造 会造成资源消耗

还有一种情况 拷贝构造+拷贝赋值

针对于以上的这种情况 我们使用C++11的右值使用就可以很好的解决这个问题

5.移动构造和移动赋值

移动构造类似拷贝构造,移动构造函数的第一个参数必须是该类类型的右值引用

这个构造不同于拷贝构造,拷贝构造会进行深拷贝,移动构造是资源进行转移!!不会进行深拷贝

// 移动构造
string(string&& s)
{
cout << "string(string&& s) -- 移动构造" << endl;
swap(s);
}

就上述场景来看,无论编译器怎么优化,最终还是有一次拷贝,但c++11引入了右值引用,就可以很好的解决这个问题,这里的swap就是进行资源转移

移动赋值是赋值运算符重载 移动赋值函数要求第一个参数必须是该类型的右值引用

它的本质也是进行资源转移 并不会进行深拷贝,这样就可以减少深拷贝 提高资源利用效率

/// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动赋值" << endl;swap(s);return *this;
}

6.引用折叠and万能引用

C++11中不可以直接将左值引用和右值引用写在一起 int& && x = i; 这种写法是错误的

我们需要通过模版或者typedef的操作 构成引用的引用

C++11规定 右值引用的右值引用折叠后是右值引用 其他的组合折叠后都是左值引用

我们通过一些例子来理解一下:

 

万能引用其实就是一个模版 将参数设计成T&& 既可以接受左值引用又可以接受右值引用

template<class T>
void Function(T&& t)
{Fun(t);
}

7.完美转发

完美转发的核心要点就是保持当前对象的属性

template<class T>
void Function(T&& t)
{//Fun(t);Fun(forward<T>(t));
}

完美转发的使用场景:我们知道变量表达式都是左值属性 当一个右值被右值引用绑定后 右值引用变量表达式的属性是左值 Function的t的属性是左值 将t传给Fun,那么只会匹配左值引用的Fun函数,代码结果就会出现错误 这个时候我们就需要使用完美转发保持t的属性 

完美转发forward的本质是一个函数模版,核心是通过引用折叠实现 如果说传给Function的实参是右值 T被推导int,不进行折叠,forward内部t被转换成右值引用进行返回 如果说传给Function的实参是左值,T被推导int&,引用折叠左值引用,forward内部t被强转为左值引用返回

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