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C++ 右值引用 & 新特性
C++ 11中引入的一个非常重要的概念就是右值引用。理解右值引用是学习“移动语义”（move semantics）的基础。而要理解右值引用，就必须先区分左值与右值。
对左值和右值的一个最常见的误解是：等号左边的就是左值，等号右边的就是右值。左值和右值都是针对表达式而言的，左值是指表达式结束后依然存在的持久对象，右值是指表达式结束时就不再存在的临时对象。一个区分左值与右值的便捷方法是：看能不能对表达式取地址，如果能，则为左值，否则为右值。下面给出一些例子来进行说明。
int a = 10;
int b = 20;
int *pFlag = &a;
vector
vctTemp.push_back(1);
string str1 = "hello ";
string str2 = "world";
const int &m = 1;
请问，a，b, a+b, a++, ++a, pFlag, *pFlag, vctTemp[0], 100, string("hello"), str1, str1+str2, m分别是左值还是右值？
a和b都是持久对象（可以对其取地址），是左值；
a+b是临时对象（不可以对其取地址），是右值；
a++是先取出持久对象a的一份拷贝，再使持久对象a的值加1，最后返回那份拷贝，而那份拷贝是临时对象（不可以对其取地址），故其是右值；
++a则是使持久对象a的值加1，并返回那个持久对象a本身（可以对其取地址），故其是左值；
pFlag和*pFlag都是持久对象（可以对其取地址），是左值；
vctTemp[0]调用了重载的[]操作符，而[]操作符返回的是一个int &，为持久对象（可以对其取地址），是左值；
100和string("hello")是临时对象（不可以对其取地址），是右值；
str1是持久对象（可以对其取地址），是左值；
str1+str2是调用了+操作符，而+操作符返回的是一个string（不可以对其取地址），故其为右值；
m是一个常量引用，引用到一个右值，但引用本身是一个持久对象（可以对其取地址），为左值。
区分清楚了左值与右值，我们再来看看左值引用。左值引用根据其修饰符的不同，可以分为非常量左值引用和常量左值引用。
非常量左值引用只能绑定到非常量左值，不能绑定到常量左值、非常量右值和常量右值。如果允许绑定到常量左值和常量右值，则非常量左值引用可以用于修改常量左值和常量右值，这明显违反了其常量的含义。如果允许绑定到非常量右值，则会导致非常危险的情况出现，因为非常量右值是一个临时对象，非常量左值引用可能会使用一个已经被销毁了的临时对象。
常量左值引用可以绑定到所有类型的值，包括非常量左值、常量左值、非常量右值和常量右值。
可以看出，使用左值引用时，我们无法区分出绑定的是否是非常量右值的情况。那么，为什么要对非常量右值进行区分呢，区分出来了又有什么好处呢？这就牵涉到C++中一个著名的性能问题——拷贝临时对象。考虑下面的代码：
vector
{
vector
vctTemp.push_back(90);
vctTemp.push_back(95);
return vctTemp;
}
当使用vector
string s1("hello");
string s = s1 + "a" + "b" + "c" + "d" + "e";
在对s进行初始化时，会产生大量的临时对象，并涉及到大量字符串的拷贝操作，这显然会影响程序的效率和性能。怎么解决这个问题呢？如果我们能确定某个值是一个非常量右值（或者是一个以后不会再使用的左值），则我们在进行临时对象的拷贝时，可以不用拷贝实际的数据，而只是“窃取”指向实际数据的指针（类似于STL中的auto_ptr，会转移所有权）。C++ 11中引入的右值引用正好可用于标识一个非常量右值。C++ 11中用&表示左值引用，用&&表示右值引用，如：
int &&a = 10;
右值引用根据其修饰符的不同，也可以分为非常量右值引用和常量右值引用。
非常量右值引用只能绑定到非常量右值，不能绑定到非常量左值、常量左值和常量右值。如果允许绑定到非常量左值，则可能会错误地窃取一个持久对象的数据，而这是非常危险的；如果允许绑定到常量左值和常量右值，则非常量右值引用可以用于修改常量左值和常量右值，这明显违反了其常量的含义。
常量右值引用可以绑定到非常量右值和常量右值，不能绑定到非常量左值和常量左值（理由同上）。
有了右值引用的概念，我们就可以用它来实现下面的CMyString类。
class CMyString
{
public:
// 构造函数
CMyString(const char *pszSrc = NULL)
{
cout << "CMyString(const char *pszSrc = NULL)" << endl;
if (pszSrc == NULL)
{
m_pData = new char[1];
*m_pData = '\0';
}
else
{
m_pData = new char[strlen(pszSrc)+1];
strcpy(m_pData, pszSrc);
}
}
// 拷贝构造函数
CMyString(const CMyString &s)
{
cout << "CMyString(const CMyString &s)" << endl;
m_pData = new char[strlen(s.m_pData)+1];
strcpy(m_pData, s.m_pData);
}
// move构造函数 ---- 实质上就是·窃取·临时对象，注意参数的形式
CMyString(CMyString &&s)
{
cout << "CMyString(CMyString &&s)" << endl;
m_pData = s.m_pData;
s.m_pData = NULL;
}
// 析构函数
~CMyString()
{
cout << "~CMyString()" << endl;
delete [] m_pData;
m_pData = NULL;
}
// 拷贝赋值函数
CMyString &operator =(const CMyString &s)
{
cout << "CMyString &operator =(const CMyString &s)" << endl;
if (this != &s)
{
delete [] m_pData;
m_pData = new char[strlen(s.m_pData)+1];
strcpy(m_pData, s.m_pData);
}
return *this;
}
// move赋值函数
CMyString &operator =(CMyString &&s)
{
cout << "CMyString &operator =(CMyString &&s)" << endl;
if (this != &s)
{
delete [] m_pData;
m_pData = s.m_pData;
s.m_pData = NULL;
}
return *this;
}
private:
char *m_pData;
};
可以看到，上面我们添加了move版本的构造函数和赋值函数。那么，添加了move版本后，对类的自动生成规则有什么影响呢？唯一的影响就是，如果提供了move版本的构造函数，则不会生成默认的构造函数。另外，编译器永远不会自动生成move版本的构造函数和赋值函数，它们需要你手动显式地添加。
当添加了move版本的构造函数和赋值函数的重载形式后，某一个函数调用应当使用哪一个重载版本呢？下面是按照判决的优先级列出的3条规则：
1、常量值只能绑定到常量引用上，不能绑定到非常量引用上。
2、左值优先绑定到左值引用上，右值优先绑定到右值引用上。
3、非常量值优先绑定到非常量引用上。
当给构造函数或赋值函数传入一个非常量右值时，依据上面给出的判决规则，可以得出会调用move版本的构造函数或赋值函数。而在move版本的构造函数或赋值函数内部，都是直接“移动”了其内部数据的指针（因为它是非常量右值，是一个临时对象，移动了其内部数据的指针不会导致任何问题，它马上就要被销毁了，我们只是重复利用了其内存），这样就省去了拷贝数据的大量开销。
一个需要注意的地方是，拷贝构造函数可以通过直接调用*this = s来实现，但move构造函数却不能。这是因为在move构造函数中，s虽然是一个非常量右值引用，但其本身却是一个左值（是持久对象，可以对其取地址），因此调用*this = s时，会使用拷贝赋值函数而不是move赋值函数，而这已与move构造函数的语义不相符。要使语义正确，我们需要将左值绑定到非常量右值引用上，C++ 11提供了move函数来实现这种转换，因此我们可以修改为*this = move(s)，这样move构造函数就会调用move赋值函数。
读到这里，这篇“c++右值引用和移动构造是什么”文章已经介绍完毕，想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会，如果想了解更多相关内容的文章，欢迎关注创新互联行业资讯频道。
