C++中的值与引用

最新推荐文章于 2025-02-19 19:56:41 发布

lordmr

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分类专栏： c++ 文章标签： c++

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本文探讨了C++11引入的右值引用，包括左值、右值和它们的引用类型。介绍了左值和右值的不同解释，并讨论了引用的叠加性。移动语义通过std::move实现，而完美转发由std::forward完成，解决右值引用在特定情况下的转换问题。

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值与引用，准确的说是C++11后的值与引用。

因为这时候才明确的出现了右值引用，然后能讨论的东西就出来了，

那就是左值、右值当然还有对应的左值引用和右值引用。

我第一次接触右值引用的时候是在看SFINAE相关方面的内容时，

当我第一次看到了 auto&& 这种写法，一脸蒙蔽，这是啥啊？

好在有标准文档的帮助，让我了解到了右值引用，但随之而来的，移动语义和完美转发等术语真的让我头大。

可不懂就得学啊，经过一段时间的摸索，终于对这些概念有了较清楚的认识了。

左值右值，通俗的讲就是左值是可以出现在等号的左边，能够被赋值，除了左值以外都是右值，也可以理解为出现在等号右边的值。

铺开来讲，你可能听说过：亡值，泛左值，纯右值等术语。

有以下定义：

在c++11以后，表达式按值类别分，必然属于以下三者之一：左值(left value,lvalue)，将亡值(expiring value,xvalue)，纯右值(pure rvalue,pralue)。其中，左值和将亡值合称泛左值(generalized lvalue,glvalue)，纯右值和亡值合称右值(right value,rvalue)。见下图，

左值右值有很多种方法解释：

除了上面说的通俗的说法，还有

左值：可以取地址并且有名字的东西就是左值。

右值：不能取地址的没有名字的东西就是右值。

还有

当一个对象被用作右值的时候，用的是对象的值（内容）；

当对象被用作左值的时候，用的是对象的身份（在内存中的位置）。

总之，单说一个变量是左值右值需要根据上下文分析，才能分析出来，真正有意义的是结合引用。

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引用：

T& 引用是在最原始的c++98就存在着，就是左值引用而T&& 是C++11新出现的概念，表示右值引用。

左值引用能绑定到左值上，右值引用能绑定到右值上，这是理所当然的事情，没什么可详细讨论的。

这里再介绍一些别的内容：

引用符合叠加性：

std::add_lvalue_reference<T&>::type 是 T&

std::add_lvalue_reference<T&&>::type 是 T&

std::add_rvalue_reference<T&>::type 是 T&

std::add_rvalue_reference<T&&>::type 是 T&&

也就是说

T&& & => T&

T&& && => T&&

T& & => T&

T& && => T&

但是代码里不能这么写（vs 2017)

int b = 10;

int&& &a = b; //Error，但右值引用的左值引用是左值引用，理论上可以绑定到b上，

不过这么写就可以


typedef int&& intR;

typedef intR& intRR;

int main()

{

int &&_42 = 42;



int b = 10;

intRR a = b; //编译成功

}

移动语义和完美转发：

这两个含义各有一个标准库的代表，std::move 代表了移动语义，std::forward 代表了完美转发。

std::move产生一个对象的将亡值，以供合理的调用对象的移动构造函数用。

std::forward 下面的列子里会提到为什么要有完美转发。

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那么一个终极问题：

右值引用是左值还是右值？

答案是：看情况。

在一篇文章里说到

Things that are declared as rvalue reference can be lvalues or rvalues. The distinguishing criterion is: if it has a name, then it is an lvalue. Otherwise, it is an rvalue.

也是说右值引用是否有名字，来判定是左值还是右值。

测试代码如下：

class BASE

{

public:

BASE() {};

BASE(BASE const& rhs) {

cout << "aaaa\n";

};

BASE(BASE && rhs) {

cout << "bbbb\n";

};

};





class Derived :BASE

{

public:

Derived() {};

Derived(Derived const& rhs) :BASE(rhs) {};

Derived(Derived&& rhs):BASE(rhs) {

cout << "ddddd\n";

};

};



int main()

{

Derived temp(std::move(Derived()));

}

std::move(Derived()) 返回值是右值引用，但是Derived temp(std::move(Derived())); 并没有新“名字”接受std::move(Derived())产生的结果，所以，右值引用是右值，会调用Derived(Derived&& rhs)重载，但是在调用构造函数时，这个右值引用被赋予了名字“rhs”，BASE(rhs)此时变成了左值，BASE结果就调用了BASE(BASE const& rhs) 构造函数。

这个例子就阐述了为什么需要完美转发，可能本意就是想调用基类的移动构造函数，但是由于右值引用值的特性导致了一般想当然的写法无法实现。此时就需要用到了std::forward

Derived(Derived&& rhs):BASE(std::forward<Derived>(rhs)) {

cout << "ddddd\n";

};

这样就可以调用基类的移动构造函数了。