【C++】C++11右值引用

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目录

前言

1.什么是左值&&什么是右值

左值

右值

2.什么是左值引用&&什么是右值引用

左值引用

右值引用

3.左值引用与右值引用的比较

左值引用总结

右值引用总结

4.右值引用的使用场景和意义

传值返回场景分析

移动构造

移动赋值

总结

容器的插入场景分析

move的简单解释 

右值被右值引用后，该右值引用是左值 

那为什么这样设计呢？

5.完美转发

万能引用

完美转发保持值的属性不变

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前言

今天我们正式进入C++11的学习，C++11引入的一个非常重要的语法就是右值引用，在C++11之前的C++版本我们所提的引用都是左值引用，那么右值引用与左值引用又有什么区别呢？什么是左值？什么是右值？右值引用的价值体现在哪里？以及完美转发和万能引用的相互配合？那么接下来我们就来学习有关右值引用的相关知识。

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欢迎大家收藏以便未来做题时可以快速找到思路，巧妙的方法可以事半功倍。 

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GITEE相关代码：樊飞 (fanfei_c) - Gitee.com

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1.什么是左值&&什么是右值

左值

左值是一个表示数据的表达式，如变量名或解引用的指针。

• 我们可以获取左值的地址，一般情况下也可以被修改（const修饰的左值除外）。
• 左值既可以出现在赋值符号的左边，也可以出现在赋值符号的右边。

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

  右值

  右值也是一个表示数据的表达式，如字母常量、表达式的返回值、函数的返回值（不能是左值引用返回）等等。

  • 不可以获取右值的地址。
  • 右值可以出现在赋值符号的右边，但是『 不能』出现在赋值符号的左边。

    int main(){double x = 1.1, y = 2.2;//以下几个都是常见的右值10;x + y;fmin(x, y);//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;return 0;}

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    其实右值一般都是一个临时变量或常量值，比如代码中的10就是常量值，表达式x+y和函数fmin的返回值就是临时变量，这些都叫做右值，而我们知道这些临时变量和常量值实际上并没有被存储起来，当然也就不存在地址。

    //这里x是左值int func1(){static int x = 0;return x;}//这里x是左值int& func2(){static int x = 0;return x;}

    • 当返回值没有引用标记时，返回的是临时拷贝x的一份临时变量；
    • 当返回值有引用标记时，返回的是x本身（注意销毁的问题）。

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      2.什么是左值引用&&什么是右值引用

      传统的C++语法中就有引用的语法，而C++11中新增了右值引用的语法特性，为了进行区分，于是将C++11之前的引用就叫做左值引用。但是无论左值引用还是右值引用，本质都是给对象取别名。

      左值引用

      左值引用就是对左值的引用，给左值取别名，通过“&”来声明。比如：

      int main(){//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;return 0;}

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      右值引用

      右值引用就是对右值的引用，给右值取别名，通过“&&”来声明。比如：

      int main(){double x = 1.1, y = 2.2;//以下几个都是常见的右值10;x + y;fmin(x, y);//以下几个都是对右值的右值引用int&& rr1 = 10;double&& rr2 = x + y;double rr3 = fmin(x, y);return 0;}

      很多人到这里就有疑惑了，引用的本质就是起别名，但是右值我们知道是没有地址的，如果一个引用可以标记在右值上，那又有什么意义呢？

      是的，既然有右值引用存在，那么右值引用一定是将这个临时变量存放到了某个确定的地址上，让这个右值可以被取到地址，并且可以被修改，当然如果不想让被引用的右值被修改，可以用const修饰右值引用。比如：

      int main(){double x = 1.1, y = 2.2;int&& rr1 = 10;const double&& rr2 = x + y;rr1 = 20;rr2 = 5.5; //报错return 0;}

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      3.左值引用与右值引用的比较

      左值引用总结

      • 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
      • 但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值。

        int main(){// 左值引用只能引用左值，不能引用右值。int a = 10;int& ra1 = a; // ra为a的别名//int& ra2 = 10; // 编译失败，因为10是右值// const左值引用既可引用左值，也可引用右值。const int& ra3 = 10;const int& ra4 = a;return 0;}

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        右值引用总结

        • 右值引用只能右值，不能引用左值。
        • 但是右值引用可以move以后的左值。

          int main(){// 右值引用只能右值，不能引用左值。int&& r1 = 10;// error C2440: “初始化”: 无法从“int”转换为“int &&”// message : 无法将左值绑定到右值引用int a = 10;int&& r2 = a;// 右值引用可以引用move以后的左值int&& r3 = std::move(a);return 0;}

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          4.右值引用的使用场景和意义

          在探究右值引用的使用场景和意义之前，我们来回忆以下左值引用给我们带来的优点：

          左值引用可以避免一些没有必要的拷贝操作，比如传参或函数返回值。

          但是左值引用在修饰函数返回值时却容易出现问题，因为函数返回值是一个的局部变量，出了函数作用域就被销毁了，如果给加上了左值引用，就会导致左值引用出现问题，所以这种情况下不能使用左值引用作为返回值，只能以传值方式返回，这就是『 左值引用的短板』。

          既然是右值，我们就可以使用右值引用，但是右值引用解决这里的问题是『 间接解决的』。

          什么叫间接解决？？

          右值引用不能直接加到返回类型上直接解决么，答案当然是不能的，因为不管你给返回值加左值引用还是右值引用，都改变不了它即将被销毁的事实。

          所以我们只能间接解决，怎么间接解决呢？

          传值返回场景分析

          移动构造

          我们想要避免拷贝构造的发生，那就要设法让编译器在遇到右值引用时调用其他构造方式，这里采用的就是『 移动构造』。

          而移动构造说白了就是利用swap函数将『 将亡值』与当前对象进行交换，获得『 将亡值』的数据，通过一个swap即可得到数据，不需要调用拷贝构造既节省了时间也节省了空间。

          这种swap其实是一种非常危险的行为，只能适用于『 将亡值』，可以理解为是一种资源的掠夺。 

          将亡值：即将销毁的变量，比如返回值x这种。

          增加移动构造之后，由于移动构造采用的是右值引用接收参数，因此如果拷贝构造对象时传入的是右值，那么就会调用移动构造函数（编译器最匹配原则）。

          比如：

          // 拷贝构造 -- 左值string(const string& s):_str(nullptr){cout