C++11 右值引用和移动语义(一)

基本概念

左值和右值

左值是什么？

左值是一个表示数据的表达式 比如说变量名还有解引用的指针

他有下面的两个特点

• 左值可以被取地址 可以被修改 （被const修饰的左值除外）
• 左值既可以出现在表达式的左边 也可以出现在表达式的右边

下面给出一段代码示例

// 以下的p b c *p都是左值
  int* p = new int(0);
  int b = 1;
  const int c = 2;

右值也是一个表示数据的表达式 比如说字符常量 表达式的返回值 函数的返回值（不能是左值引用返回）等等

他有下面的两个特点

• 右值不能被取地址 也不能被修改
• 右值只能出现在表达式的右边 不能出现在表达式左边

下面给出一段代码示例

  double x = 1.1;
  double y = 2.2;
  // 以下是常见的右值
  10;
  x + y;
  fmin(x, y);
  // 以下为错误示例 (右值不能出现在赋值符号的左边)
  // 10 = 1;
  // x + y = 1;
  // fmin(x, y) = 1;

• 右值的本质是临时变量或常量 比如说上面代码中的10就是常量 x+y 和 fmin(x, y)就是临时变量
• 临时变量和常量并没有被储存起来 这也是为什么它们不能被取地址的原因
• 这里说的函数的返回值是右值 指的是传值返回的函数 因为传值返回的函数在返回对象的时候返回的是对象的拷贝 是一份临时变量

这里有一点需要特别说明的是 对于左值引用返回的函数来说 它们的返回值是左值

下面是一段代码示例

  class string
  {
  public:
    // 重载方括号运算符
    char& operator[](size_t i)
    {
      assert(i < _size);
      return _str[i];
    }
    // ..
  private:
    char* _str;
    size_t _size;
  };

我们这里使用【】运算符重载返回字符串中一个字符的引用 因为他要支持读写 所以采用的是左值引用返回

之所以说这里的返回值是一个左值 是因为返回的字符是被储存起来的 他是string类中_str数组中的某个字符 所以说它是可以被取地址的

左值引用和右值引用

传统的C++语法中就有引用的语法 而在C++11中更新了右值引用的语法

为了进行区分 我们将C++11之前的引用叫做左值引用 将C++11之后更新的引用叫做右值引用

不论是左值引用还是右值引用 它们的本质都是 “取别名”

左值引用

左值引用就是对于左值的引用 即对左值取别名 通过&来声明

下面是一段代码示例

  // 以下的p b c *p都是左值
  int* p = new int(0);
  int b = 1;
  const int c = 2;
  // 以下几个是对上面左值的左值引用
  int*& rp = p;
  int& rb = b;
  const int& rc = c;
  int& pvalue = *p;

右值引用

右值引用就是对于右值的引用 即对右值取别名 通过&&来声明

下面是一段代码示例

  double x = 1.1;
  double y = 2.2;
  // 以下是常见的右值
  10;
  x + y;
  fmin(x, y);
  // 以下为右值引用代码 
  int&& rr1 = 10;
  int&& rr2 = x + y;
  int&& rr3 = fmin(x, y);

这里有一点需要特别注意的 右值是不能取地址的 但是我们给右值取别名之后它会被储存到特定的位置 而此时这个右值就可以被取地址也可以被修改了

如果我们不想让右值可以被取地址和修改我们可以在前面使用const来修饰右值引用

下面是一段代码示例

int&& rr2 = x + y;
  const int&& rr3 = fmin(x, y);
  rr2 = 20; // 修改成功
  rr3 = 30; // 因为被const修饰了 所以值不能被修改

左值引用可以引用右值嘛

• 左值引用不能引用右值 这里涉及到一个权限放大的问题 左值是可以被修改的 而右值是不可以被修改的
• 如果想要用左值引用来引用右值 需要用到const关键字来修饰左值引用 因为经过const修饰后左值引用就没有修改的权限了

因此const既可以引用左值也可以引用右值

template<class T>
void func(const T& val)
{
  cout << val << endl;
}
int main()
{
  string s("hello");
  func(s); //s为变量 为左值
  func("world"); // "world"是常量 为右值
  return 0;
}

右值引用可以引用左值嘛

• 右值引用只能引用右值 不能引用左值
• 如果想要用右值引用来引用左值 需要用到move函数

move函数是C++11标准提供的一个函数 被move后的左值能够被右值引用引用

我们可以发现没有被move函数修饰之前是不可以被右值引用的

但是被修饰之后就可以引用了