左值右值, 左值引用右值引用,完美转发

一. 左值和右值

左值: 可以取地址的对象
右值: 不可以取地址的对象

double x=1.0, y = 2.0;
1;				// 字面量, 不可取地址, 是右值
x + y;			// 表达式返回值, 不可取地址, 是右值
max(x, y);		// 传值返回函数的返回值 (非引用返回)

总结就是: 根据是否可以取地址来区分是左值还是右值

二.左值引用和右值引用

左值引用: 对左值的引用, 给左值起别名, 主要是为了避免对象拷贝.

int a = 1;
int& la = a;

右值引用: 对右值的引用, 给右值起别名, 主要是为了延长对象的生命周期

int&& ra = 10;

注意, 右值引用变量, 其实是左值, 可以对它取地址和赋值

int x = 1, y = 2;
int&& right_ref = x + y;
cout << right_ref << endl;
right_ref = 10;
cout << right_ref << endl;

2.1 左值引用指向右值和右值引用指向左值

左值引用可以指向右值, 需要const来修饰, 这一点在方法里很常用, 比如push_back接口, 并且const修是, 所以即使传进来的是右值, 也没关系.

void test(const int& a)
{cout << a << endl;
}int main() {int a = 1;int&& ra = move(a);test(a);test(ra);
}

右值引用可以指向左值, 需要std::move(v)

int a = 1;
int&& ra = move(a);
cout << ra << endl;
a = 2;
cout << ra << endl;
ra = 3;
cout << a << endl;

三. 左值引用的意义

在传参和返回值时, 避免对象拷贝, 节省了内存, 提搞了效率

class A
{
public:int _a;A(int a) : _a(a) {};// 返回值时, 避免拷贝A& operator +=(const int& i){_a += i;return *this;}
};// 传参时, 避免拷贝
void test(const A& a)
{cout << a._a << endl;
}int main() {A a(1);test(a);a += 1;test(a);
}

但是在返回值返回左值引用时, 如果返回的是局部变量, 那么除了函数作用域是不行的

class A
{
public:int _a;A(int a) : _a(a) {};A& operator +=(const int& i){A a(_a);// 返回局部变量, 会直接报错return *a;}
};int main() {A a(1);a += 1;
}

四. 右值引用的意义

将一个对象中的资源移动到另一个对象（资源控制权的转移）。
拷贝构造: const左值引用
移动构造: 右值引用
移动赋值: const左值引用, 是运算符重载
用例如下

class A
{
public:int _a;A(int a) : _a(a) {cout << "构造函数" << endl;};A(const A& a){cout << "拷贝构造函数" << endl;_a = a._a;}A(A&& a) noexcept{cout << "移动构造函数" << endl;_a = a._a;}A& operator=(const A& a) noexcept{cout << "移动赋值函数" << endl;_a = a._a;return *this;}
};A test()
{A a(1);cout << &a << endl;// 但是现代编译器中, 这里已经不执行移动构造函数了, 用了更好的优化方式return a;
}int main() {A a = test();cout << &a << endl;A a2 = a;A a3 = std::move(a);A a4(1);a4 = std::move(a3);
}

执行结果
在这里插入图片描述

五. 完美转发

5.1 前提知识

函数模板中的&&不表示右值引用, 而表示万能引用
不完美转发的例子

void f(int& x)
{cout << "左值引用" << endl;
}void f(const int& x)
{cout << "const 左值引用" << endl;
}void f(int&& x)
{cout << "右值引用" << endl;
}void f(const int&& x)
{cout << "const右值引用" << endl;
}template<typename T>
void test(T&& t)
{f(t);
}int main() {int a = 1;test(a);const int b = 1;test(b);test(1);const int d = 1;test(std::move(d));
}

执行结果和我们猜想的差别很大, 是因为, 右值引用本身是左值, 所以在模板函数中, 我们传进去的是右值, 但是等到调用f函数的时候, 已经全部是左值了
在这里插入图片描述

5.2完美转发

由上面的例子我们可以看到, 是一个不完美转发, 因为右值失去了它的右值属性, 于是便提出了完美转发, 核心方法是
std::forward, 它在传参过程中, 保留对象原生类型的属性, 我们稍加修改一下上面的例子

void f(int& x)
{cout << "左值引用" << endl;
}void f(const int& x)
{cout << "const 左值引用" << endl;
}void f(int&& x)
{cout << "右值引用" << endl;
}void f(const int&& x)
{cout << "const右值引用" << endl;
}template<typename T>
void test(T&& t)
{f(std::forward<T>(t));
}int main() {int a = 1;test(a);const int b = 1;test(b);test(1);const int d = 1;test(std::move(d));
}