左值引用、右值引用、移动语义、完美转发,你知道的不知道的都在

发布于 2020-9-2 15:48
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众所周知C++11新增了右值引用,谈右值引用我们也可以扩展一些相关概念:

左值
右值
纯右值
将亡值
左值引用
右值引用
移动语义
完美转发
返回值优化
我们下面会一一介绍:

 

左值、右值
概念1:

左值:可以放到等号左边的东西叫左值。

右值:不可以放到等号左边的东西就叫右值。

概念2:

左值:可以取地址并且有名字的东西就是左值。

右值:不能取地址的没有名字的东西就是右值。

 

左值一般有:

函数名和变量名
返回左值引用的函数调用
前置自增自减表达式++i、--i
由赋值表达式或赋值运算符连接的表达式(a=b, a += b等)
解引用表达式*p
字符串字面值"abcd"

 

纯右值、将亡值
纯右值和将亡值都属于右值。

 

纯右值
运算表达式产生的临时变量、不和对象关联的原始字面量、非引用返回的临时变量、lambda表达式等都是纯右值。

举例:

除字符串字面值外的字面值
返回非引用类型的函数调用
后置自增自减表达式i++、i--
算术表达式(a+b, a*b, a&&b, a==b等)
取地址表达式等(&a)
将亡值
将亡值是指C++11新增的和右值引用相关的表达式,通常指将要被移动的对象、T&&函数的返回值、std::move函数的返回值、转换为T&&类型转换函数的返回值,将亡值可以理解为即将要销毁的值,通过“盗取”其它变量内存空间方式获取的值,在确保其它变量不再被使用或者即将被销毁时,可以避免内存空间的释放和分配,延长变量值的生命周期,常用来完成移动构造或者移动赋值的特殊任务。

 

左值引用、右值引用
根据名字大概就可以猜到意思,左值引用就是对左值进行引用的类型,右值引用就是对右值进行引用的类型,他们都是引用,都是对象的一个别名,并不拥有所绑定对象的堆存,所以都必须立即初始化。

左值引用:对于左值引用,等号右边的值必须可以取地址,如果不能取地址,则会编译失败,或者可以使用const引用形式,但这样就只能通过引用来读取输出,不能修改数组,因为是常量引用。

右值引用:如果使用右值引用,那表达式等号右边的值需要时右值,可以使用std::move函数强制把左值转换为右值。

 

移动语义

移动语义,在程序喵看来可以理解为转移所有权,之前的拷贝是对于别人的资源,自己重新分配一块内存存储复制过来的资源,而对于移动语义,类似于转让或者资源窃取的意思,对于那块资源,转为自己所拥有,别人不再拥有也不会再使用,通过C++11新增的移动语义可以省去很多拷贝负担,怎么利用移动语义呢,是通过移动构造函数。

如果不使用std::move(),会有很大的拷贝代价,使用移动语义可以避免很多无用的拷贝,提供程序性能,C++所有的STL都实现了移动语义,方便我们使用。

注意:移动语义仅针对于那些实现了移动构造函数的类的对象,对于那种基本类型int、float等没有任何优化作用,还是会拷贝,因为它们实现没有对应的移动构造函数。

 

完美转发
完美转发指可以写一个接受任意实参的函数模板,并转发到其它函数,目标函数会收到与转发函数完全相同的实参,转发函数实参是左值那目标函数实参也是左值,转发函数实参是右值那目标函数实参也是右值。那如何实现完美转发呢,答案是使用std::forward()。

 

返回值优化
返回值优化(RVO)是一种C++编译优化技术,当函数需要返回一个对象实例时候,就会创建一个临时对象并通过复制构造函数将目标对象复制到临时对象,这里有复制构造函数和析构函数会被多余的调用到,有代价,而通过返回值优化,C++标准允许省略调用这些复制构造函数。

那什么时候编译器会进行返回值优化呢?

return的值类型与函数的返回值类型相同
return的是一个局部对象

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