C++学习笔记——右值引用与lambda表达式

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#右值引用 #lambda表达式 #C++11

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本文深入探讨C++11中的右值引用与移动语义，解释如何利用这些特性提高资源管理效率，同时介绍了lambda表达式的应用，展示其如何简化代码并提升编程体验。

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相比于C++98/03，C++11则带来了数量可观的变化，其中包含了约140个新特性，以及对C++03标准中约600个缺陷的修正，这使得C++11更像是从C++98/03中孕育出的一种新语言。相比较而言，C++11能更好地用于系统开发和库开发、语法更加泛华和简单化、更加稳定和安全，不仅功能更强大，而且能提升程序员的开发效率。这里介绍两个特性。

目录

右值引用

右值和左值

左值引用与右值引用

为何引用

移动语义

lambda表达式

sort函数

概念

组成部分

与仿函数对比

右值引用

右值和左值

左值：赋值运算符两边都可以出现的值

右值：只能出现在赋值运算符的右边，如：常量，临时变量。

C++中的定义

可以取地址的叫左值

不是左值的就是右值

左值相当于变量，右值变量相当于常量。前面的定义太多，其实归结为一句话可以说，有名字的就是左值，没有名字的就是右值。（常量其实也可以看作是没有名字的）

左值引用与右值引用

左值引用：引用左值，一个&，但是也可以引用右值，const+一个&。

右值引用，只能引用右值，两个&，起标记作用。

为何引用

这是C++11的新语法，为什么会有这个右值引用？下面用一个例子，来说明。

简单实现一个String的例子。

class String
{
public:
	String(const char* str = "")
	{
		if (str == nullptr)
			str = "";
		size_ = strlen(str);
		str_ = new char[size_ + 1];
		strcpy(str_, str);
		cout << "String(const char* str = \"\")" << endl;
	}

	String(const String& s)
		: str_(new char[strlen(s.str_) + 1])
	{
		size_ = strlen(s.str_);
		strcpy(str_, s.str_);
		cout << "String(const String& s)" << endl;
	}
private:
	char* str_;
	size_t size_;
};

现在我们用这样一个测试用例。

String StringTest()
{
	String strtmp("hello");
	return strtmp;
}
void Test()
{
	String str1(StringTest());
}

//这样可以看见析构函数的调用

其实这里应该是调用了两次拷贝构造，首先在StringTest()中创建一个String的对象，然后返回时，因为strtmp是局部变量，不能直接返回，所以产生了拷贝构造出临时对象，然后临时对象拷贝构造一个str1。但是编译器帮助优化了，编译器一看是要用这个返回的对象拷贝构造，就直接不创建临时对象了，所以这里看不出来两次拷贝构造。
但是通过上面的过程，可以看见一些不必要的操作，一共拷贝构造了两次，而且临时对象又只会用一次。所以可不可以不销毁临时变量，直接用临时变量的资源，可以！右值引用！

用右值引用来使用一下。

String(String&& s)
{
	swap(str_, s.str_);
	size_ = s.size_;
	cout << "String(String&& s)" << endl;
}

前面说右值其实就是没有名字的，它只能使用一次，所以右值引用就是给它一个名字，延长了它的生命周期，就这样理解。

移动语义

C++11一个新的语法——移动语义。

将一个对象中资源移动到另一个对象中的方式，称之为移动语义。

但是要使用移动语义必须要使用右值引用。

std::move()函数位于头文件中，这个函数名字具有迷惑性，它并不搬移任何东西，唯一的功能就是将一个左值强制转化为右值引用，通过右值引用使用该值，实现移动语义。（注意不要对还要用的左值使用移动语义，因为移动之后，其资源已经不存在了）

String(String&& s)
{
	char* tmp = str_;
	str_ = move(s.str_);
	s.str_ = tmp;
	size_ = s.size_;
	cout << "String(String&& s)" << endl;
}

把一个数据改成右值，资源移动。浅拷贝

左值引用可以引用右值，为什么还要引用右值？
左值和右值引用都是为了减少拷贝的，左值引用：可以修改左值的内容，但是引用右值不能，不能修改右值，是一个const
右值引用是资源的移动。

lambda表达式

sort函数

先举一个sort的例子吧。

struct Person
{
	int age_;
	Person(int age = 10)
		:age_(age)
	{}
};

struct Comp
{
	bool operator()(const Person& p1, const Person& p2)
	{
		return p1.age_ > p2.age_;
	}
};

void Print(const vector<Person>& v)
{
	int i = 1;
	for (const auto& t : v)
	{
		cout << "第  " << i << "大的" << t.age_ << endl;
		++i;
	}
}
void Test2()
{
	Person p1(10);
	Person p2(20);
	Person p3(15);
	vector<Person> vp = { p1, p2, p3 };//C++11的新语法，初始化列表
	Print(vp);
	cout << "=排序后=============" << endl;
	sort(vp.begin(), vp.end(), Comp());
	Print(vp);
}

其实用一个sort，却要写一个仿函数，有点浪费时间，于是lambda表达式出手了。

概念

lambda表达式其实相当于匿名的函数，可在函数内部定义。

下面在改sort函数。

sort(vp.begin(), vp.end(), [](const Person& p1, const Person& p2)
			    {
				return p1.age_ > p2.age_;
		    	    });

组成部分

捕获列表 [ ] ：lambda函数的开始位置，编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。

参数列表()：与普通函数的参数列表一致，如果不需要参数传递，则可以连同()一起。省略

返回值->返回值类型：用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推导。

函数体{}：在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获到的变量。

父域：父作用域，就是其在某个函数内部调用之前的作用域都是其父域。

如：[c](const int a, const int b)->int{return a + b + c}

[=]值传递父域的对象全部捕捉，[&]传引用
(parameters)：参数列表。

mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。

与仿函数对比

比仿函数书写方便
但是只能用一次，相对于仿函数，仿函数写一次可以多个地方调用，而lambda表达式调用一次写一次。

lambda表达式底层是一个仿函数