C++左值、右值、左值引用、右值引用

一时失言乱红尘 2023-01-13 06:23 210阅读 0赞

# 左值(lvalue)和右值(rvalue) #

**左值（lvalue）：locator value，存储在内存中、有明确的的地址（可寻址）的数据**

**能够取地址，有名字的值**就是左值

//左值引用
    int a=10;
    int &a1=a;//正确，a为左值类型，因为可以我们找到他的地址
    int &a=10;//错误,左值引用不能引用一个右值类型的常量，（10是常量，常量为右值）

编译器允许我们对左值建立引用，但不允许对右值建立引用。除非使用**常量左值引用操作右值：**

int num = 10;
    const int &b = num;
    const int &c = 10;

也就是说常量左值引用即可以操作左值，也可以操作右值。

**右值（rvalue）:read value， 不能取地址，无名字的值就是右值。**

> 举个例子：
> 
> int a = b+c, a 就是左值，其有变量名为a，通过&a可以获取该变量的地址；
> 
> **表达式b+c、函数int fun()的返回值是右值**，在其被赋值给某一变量前，我们不能通过变量名找到它，＆(b+c)这样的操作则不会通过编译。

//右值引用
    int &&a=10;//正确，右值引用一个右值类型
    a = 100;
    cout << a << endl;//100
    
    int var = 10;
    int&& var1 = var;//错误，因为无法将右值引用绑定到左值上
    //右值引用绝对不能引用左值类型的，加上const也不行，这点是和左值引用不同的地方
    const int&& var1 = var//照样报错，加上const也不行
    
    //非引用返回的函数返回的都是右值，引用返回的函数返回的是左值
    int fun1() { }
    int &fun2() { }
    int main()
    {
    	int& z = fun1();//左值引用，报错
    	const int& z1 = fun1();//正确
    	int&& z2 = fun1();//正确
    
        int& z = fun2();//左值引用，正确
    	const int& z1 = fun2();//延长生命期的左值引用，正确
    	int&& z2 = fun2();//报错，右值引用不能绑定左值
    	const int&& z2 = fun2();//报错
    }

**常量右值引用：**

const int&& a = 10;//编译器不会报错

但这种定义出来的右值引用并无实际用处：

> 一方面，右值引用主要用于移动语义和完美转发，其中需要有修改右值的权限；
> 
> 另一方面，常量右值引用的作用就是引用一个不可修改的右值，这些工作完全可以交给常量左值引用。

<table>  C++左值引用和右值引用  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th colspan="1">引用类型</th> 
   <th colspan="4">可以引用的值类型</th> 
   <th colspan="1">使用场景</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>非常量左值</th> 
   <th>常量左值</th> 
   <th>非常量右值</th> 
   <th>常量右值</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>非常量左值引用</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
   <td>无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>常量左值引用</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>常用于类中构建拷贝构造函数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>非常量右值引用</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>N</td> 
   <td>移动语义、完美转发</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>常量右值引用</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>无实际用途</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 纯右值和将亡值 #

C++98中的右值就是纯右值，纯右值指的是临时变量值，不跟对象关联的字面量值

>  *  临时变量值：非引用返回的函数返回值、表达式等。
>  *  不跟对象关联的字面量值：例如true、2、"Hello World"等。

C++11对C++98中的右值进行了扩充。在C++11中右值又分为**纯右值（prvalue，Pure Rvalue）**和**将亡值（xvalue，eXpiring Value）**。其中纯右值的概念等同于我们在C++98标准中右值的概念，指的是临时变量和不跟对象关联的字面量值；

**将亡值**则是C++11新增的跟右值引用相关的表达式，这样表达式通常是将要被移动的对象（移为他用），比如：

>  *  返回右值引用T&&的函数返回值
>  *  std::move的返回值
>  *  转换为T&&的类型转换函数的返回值

**将亡值可以理解为通过“盗取”其他变量内存空间的方式获取到的值。在确保其他变量不再被使用、或即将被销毁时，通过“盗取”的方式可以避免内存空间的释放和分配，能够延长变量值的生命期。**

一般情况下，右值引用是不能引用左值的，但是可以**使用std::move()函数将左值强制转换为右值**：

int a;
    int &&r1 = c;             // 编译失败
    int &&r2 = std::move(a);  // 编译通过

#include <iostream>
    #include <vector>
    #include <string>
    #include<utility>
    using namespace std;
    
    class A
    {
    public:
    	A() {
    		a = 666;
    		cout << "构造A" << endl;
    	}
    	A(const A&a) {
    		cout << "拷贝构造A" << endl;
    	}
    	~A() {
    		cout << "析构A" << endl;
    	}
    
    private:
    	int a;
    };
    
    int main(void) {
    	
    	int a = 6;
    	int &&b = std::move(a);
    	cout << "b = "<<++b << endl;//b=7
    	cout << "a = "<<a << endl;//a=7
    
    	string s = "hello";
    	vector<string> vec;
    	//调用常规的拷贝构造函数，新建字符串，拷贝数据
    	vec.push_back(s);
    	cout << "在拷贝之后："<< s << endl;
    	
    	//调用移动构造函数，掏空了s
    	vec.push_back(std::move(s));
    	cout << "在移动之后：" << s << endl;
    
    	A aa;
    	vector<A> vec_A;
    	vec_A.emplace_back(aa);
    
    	//cout << "移动构造：" << endl;
    	//调用移动构造函数，掏空了s
    	//vec.emplace_back(std::move(aa));
    
    
    	return 0;
    }

[C++11 左值、右值、右值引用详解][C_11]

[c++ 之 std::move 原理实现与用法总结][c_ _ std_move]

[C++11右值引用（一看即懂）][C_11 1]

[C_11]: https://blog.csdn.net/hyman_yx/article/details/52044632
[c_ _ std_move]: https://blog.csdn.net/p942005405/article/details/84644069/
[C_11 1]: http://c.biancheng.net/view/7829.html