C++ 右值 左值引用

一.什么是左值引用 右值引用

1.左值引用

左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)，我们可以获取它的地址+可以对它赋值。定义时const修饰符后的左值，不能给他赋值，但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。

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;
}

2.右值引用

右值也是一个表示数据的表达式，如：字面常量、表达式返回值，函数返回值(这个不能是左值引用返回)等等，右值可以出现在赋值符号的右边，但是不能出现出现在赋值符号的左边，右值不能取地址。右值引用就是对右值的引用，给右值取别名。

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;                 //常量
double&& rr2 = x + y;           //临时变量
double&& rr3 = fmin(x, y);      //临时变量
// 这里编译会报错：error C2106: “=”: 左操作数必须为左值
10 = 1;
x + y = 1;
fmin(x, y) = 1;
return 0;
}

区分左值右值关键就看能否取地址，左值可以取地址，右值不能取地址。

注意：
int&& rr1=10 10是常量是右值，那rr1是右值吗？

rr1是左值，因为rr1要有空间存储10，所以有地址。可以对它本身进行修改，但有const 修饰的，const int&& rr1不能。

左值/右值引用引用的一定是左值/右值吗？

1.左值

1. 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
2. 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;
}

2.右值

1. 右值引用只能右值，不能引用左值。
2. 但是右值引用可以move以后的左值。（move原理和强转一致，只是把左值属性转换成右值，在底层实现时左值右值没有区别，只是为了编译通过）

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;
}

二.左值引用使用场景

当我们进行传参，函数返回值时 直接引用就可以减少拷贝，提高效率。

void func1(bit::string s)
{}
void func2(const bit::string& s)
{}
int main()
{bit::string s1("hello world");// func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝，提高效率的使用场景和价值func1(s1);func2(s1);// string operator+=(char ch) 传值返回存在深拷贝// string& operator+=(char ch) 传左值引用没有拷贝提高了效率s1 += '!';return 0;
}

左值引用的短板：

当函数返回值是一个局部变量，出了作用域就会销毁，这样返回的左值引用就没有意义了，只能进行拷贝 传值返回。

string operator+(const string& s, char ch)
{string ret(s);ret.push_back(ch);return ret;
}

ret左值出了作用域就会销毁

三.右值引用使用场景

在C++11前都是在mian()函数中定义ret再传给operator+()，延长生命周期。

之后引出了右值引用和移动语义来解决。

1.移动语义

将一个对象的资源转到另一个对象上。

1.移动构造

移动构造和拷贝构造区别在于，移动构造只能接受右值/move(左值) 。而拷贝构造左值右值（const）都可以接收。 当我们传右值编译器会优先匹配更符合的 移动构造。

我们知道to_string中创建的str左值，但马上被销毁，编译器会自动识别为右值，属于将亡值。这样就可以走移动构造转移资源 减少拷贝。

2.移动赋值

用常量1234初始化会调用移动构造，to_string返回值再通过移动复制将资源转移到ret1上。

// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{
cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl;
swap(s);
return *this;
}
int main()
{
bit::string ret1;
ret1 = bit::to_string(1234);
return 0;
}
// 运行结果：
// string(string&& s) -- 移动语义
// string& operator=(string&& s) -- 移动语义

四.完美转发

万能引用

首先我们要了解什么是万能引用。

确定类型的 && 表示右值引用（比如：int&& ，string&&），
但函数模板中的 && 不表示右值引用，而是万能引用，模板类型必须通过推断才能确定，其接收左值后会被推导为左值引用，接收右值后会被推导为右值引用。

template<typename T>
void f(T&& t)  // 万能引用
{//...
}int main()
{int a = 5;  // int 左值f(a);  // 传参后int&const string s("hello");  // const string 左值f(s);  // 传参后const string&f(to_string(1234));  // 右值 传参后 string&&return 0;
}

注意区分右值引用和万能引用：下面的函数的 T&& 并不是万能引用，因为 T 的类型在模板实例化时已经确定。

template<class T>
class A
{void func(T&& a){}
};

for_ward()

为什么都调用的左值引用呢？

因为在传参时右值变为了左值，导致调用Fun()函数时t参数的属性永远是左值。

这时候就需要forward<T>()完美转发，保持参数属性，左值还是左值，右值还是右值。