C++：右值引用与移动语义（C++11知识点——上）

为什么要学习C++11?

        C++11，是C++语言标准的一个重大更新。它在C++98标准的基础上进行了大量改进，修正了约600个语言缺陷，并添加了约140个新特性。这些更新使得C++11更像是从C++98/03中孕育出的一种新语言，为现代C++程序设计奠定了坚实的基础。

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一、问题引入 

1.问题背景

        假设你用的编译器是一个非常古老的编译器，所以就不存在编译器对传参和传返回值的拷贝优化，也更不会存在对连续拷贝进行的合并优化。

• 请问下面两个函数调用的的构造次数是多少？
• addStrings()：传参拷贝构造4次，传返回值拷贝构造2次,函数体构造一次
• generate()：传返回值拷贝构造2次（但深拷贝，每次都是numsrow + 1）,函数体构造(numsrow + 1)次
• 由此可见，在C++11之前和编译器不做任何优化的情况下，传值返回需要付出一定的性能消耗，甚至在某些深拷贝的情形下，代价会进一步增大。
• 如果你作为一名合格的C++程序员，你看到这么糟心的代码，你会作怎样的处理？

class Solution {
public:
	string addStrings(string num1, string num2) 
	{
		string str;
		int end1 = num1.size() - 1, end2 = num2.size() - 1;
		int next = 0;
		while (end1 >= 0 || end2 >= 0)
		{
			int val1 = end1 >= 0 ? num1[end1--] - '0' : 0;
			int val2 = end2 >= 0 ? num2[end2--] - '0' : 0;
			int ret = val1 + val2 + next;
			next = ret / 10;
			ret = ret % 10;
			str += ('0' + ret);
		}
		if (next == 1)
			str += '1';
		reverse(str.begin(), str.end());
		return str;
	}

	vector<vector<int>> generate(int numRows)  
	{
		vector<vector<int>> vv(numRows);
		for (int i = 0; i < numRows; ++i)
		{
			vv[i].resize(i + 1, 1);
		}
		for (int i = 2; i < numRows; ++i)
		{
			for (int j = 1; j < i; ++j)
			{
				vv[i][j] = vv[i - 1][j] + vv[i - 1][j - 1];
			}
		}
		return vv;
	}
};


int main()
{
	string ret = Solution().addStrings("12345649", "9872131");

	vector<vector<int>> ret = Solution().generate(5);
	return 0;
}

 2.解决方案一：传统方法

• 这样的代码，确实解决了拷贝次数过多的问题，在一定程度了提高了程序的性能。但是代码的可读性却受到了当头一棒。如果在当时那个历史背景下，C++委员会无作为，编译器也不做任何改进。可能也只好为了效率去舍弃代码的可读性了。
• 但问题总有得到解决的那一刻：
• 编译器对传参和传返回值的拷贝优化，以及对连续拷贝进行的合并优化.
• 以及C++11带来的右值引用与移动语义，使得传值返回的问题得到了很好的解决.
• 传值返回问题的解决方案二：编译器的优化，我们已然早已熟知，则本篇文章的重头戏即将开幕：右值引用和移动语义，也就是我们的传值返回问题的解决方案三。
• 移动语义的定义：它允许对象的资源在被移动的时候，避免不必要的拷贝，从而提高程序的性能。即，将当前对象指向的资源的所有权转给另一个对象——你对某个对象指向的资源的感兴趣，你通过某种手段(下面要讲的移动构造和移动赋值)，进行资源的窃取(实现移动语义)。

二、右值引用和移动语义

1.左值和右值的定义（C++98）

• 左值：可以取地址，可以出现在赋值操作符的左端和右端，通常是变量和解引用的指针，其具有持久性——所有可以定位的值(可以进行取地址操作)
• 右值：不可以取地址，只能出现在赋值操作符的右端，通常是常量、临时对象(类型转换的中间值，表达式计算结果)、匿名对象，通常其生命周期很短——指那些不持有对象身份的值。
• 左值的缩写lv，右值的缩写为rv，现在很多人都会为lv解读为 located value(有位置的值)，将rv解读为 read value(只能读的值，反而言之不能寻其地址)。由此可见左值和右值的核心区别是是否可以取地址.而lv，rv的含义解读，更能帮助我们去理解左值与右值。