C++11 右值引用的使用场景分析

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

到此这篇关于C++11 右值引用的文章就介绍到这了,更多相关C++11 右值引用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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