c++11(上篇)


前言

C++11 是 C++ 语言的一个重大更新版本,于 2011 年正式发布。它引入了许多新特性和改进,旨在使 C++ 编程更加现代化、高效和易用。

此外在学c++11之前,有关c++临时对象这篇文章可能会给您带来理解上的帮助


一、C++的发展历史

在这里插入图片描述

C++11是C++的第⼆个主要版本,并且是从C++98起的最重要更新。它引⼊了⼤量更改,标准化了既有实践,并改进了对C++程序员可⽤的抽象。在它最终由ISO(国际标准化组织(International Organization for Standardization,简称ISO))在2011年8⽉12⽇采纳前,⼈们曾使⽤名称“C++0x”,因为它曾被期待在2010年之前发布。C++03与C++11期间花了8年时间,故⽽这是迄今为⽌最⻓的版本间隔。从那时起,C++有规律地每3年更新⼀次。

二、列表初始化

2.1.C++98传统的{}

C++98中⼀般数组和结构体可以⽤{}进⾏初始化。

struct Point
{
 int _x;
 int _y;
};
int main()
{
 int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 int array2[5] = { 0 };
 Point p = { 1, 2 };
 
 return 0;
}

2.2. C++11中的{}

• C++11以后想统⼀初始化⽅式,试图实现⼀切对象皆可⽤{}初始化,{}初始化也叫做列表初始化。

• 内置类型⽀持,⾃定义类型也⽀持,⾃定义类型本质是类型转换,中间会产⽣临时对象,最后优化了以后变成直接构造。

• {}初始化的过程中,可以省略掉=

• C++11列表初始化的本意是想实现⼀个⼤统⼀的初始化⽅式,其次他在有些场景下带来的不少便利,如容器push/inset多参数构造的对象时,{}初始化会很⽅便

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
struct Point
{
 int _x;
 int _y;
};
class Date
{
public:
 Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
 :_year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {
 cout << "Date(int year, int month, int day)" << endl;
 }
 Date(const Date& d)
 :_year(d._year)
 , _month(d._month)
 , _day(d._day)
 {
 cout << "Date(const Date& d)" << endl;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
// ⼀切皆可⽤列表初始化,且可以不加= 



int  main()
{
 // C++98⽀持的 
 int a1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 int a2[5] = { 0 };
 Point p = { 1, 2 };
 // C++11⽀持的 
 // 内置类型⽀持 
 int x1 = { 2 };
 // ⾃定义类型⽀持 
 // 这⾥本质是⽤{ 2025, 1, 1}构造⼀个Date临时对象 
 // 临时对象再去拷⻉构造d1,编译器优化后合⼆为⼀变成{ 2025, 1, 1}直接构造初始化
d1
 // 运⾏⼀下,我们可以验证上⾯的理论,发现是没调⽤拷⻉构造的 
 Date d1 = { 2025, 1, 1};
 // 这⾥d2引⽤的是{ 2024, 7, 25 }构造的临时对象 
 const Date& d2 = { 2024, 7, 25 };
 // 需要注意的是C++98⽀持单参数时类型转换,也可以不⽤{} 
 Date d3 = { 2025};
 Date d4 = 2025;
 // 可以省略掉= 
 Point p1 { 1, 2 };
 int x2 { 2 };
 Date d6 { 2024, 7, 25 };
 const Date& d7 { 2024, 7, 25 };
 // 不⽀持,只有{}初始化,才能省略= 
 // Date d8 2025;
 vector<Date> v;
 v.push_back(d1);
 v.push_back(Date(2025, 1, 1));
 // ⽐起有名对象和匿名对象传参,这⾥{}更有性价⽐ ,代价是编译器上下了功夫
 v.push_back({ 2025, 1, 1 });
 return 0;
}

2.3. C++11中的std::initializer_list

• 上⾯的初始化已经很⽅便,但是对象容器初始化还是不太⽅便,⽐如⼀个vector对象,我想⽤N个值去构造初始化,那么我们得实现很多个构造函数才能⽀持, vector v1 = {1,2,3};vector v2 = {1,2,3,4,5};

• C++11库中提出了⼀个std::initializer_list的类, auto il = { 10, 20, 30 }; // the
type of il is an initializer_list ,这个类的本质是底层开⼀个数组,将数据拷⻉
过来,std::initializer_list内部有两个指针分别指向数组的开始和结束。(有点类似vector的底层)

#include <initializer_list>  
#include <vector>  
#include <iostream>  
  
class MyClass {  
public:  
    MyClass(std::initializer_list<int> initList) {  
        for (int value : initList) {  
            std::cout << value << " ";  
        }  
        std::cout << std::endl;  
    }  
};  
  
int main() {  
    MyClass obj = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用花括号初始化 MyClass 对象  
    std::vector<int> vec = {10, 20, 30}; // 使用花括号初始化 std::vector 对象  
  
    return 0;  
}

• 这是他的⽂档:initializer_list,std::initializer_list⽀持迭代器遍历。
• 容器⽀持⼀个std::initializer_list的构造函数,也就⽀持任意多个值构成的{x1,x2,x3…} 进⾏初始化。STL中的容器⽀持任意多个值构成的 {x1,x2,x3…} 进⾏初始化,就是通过std::initializer_list的构造函数⽀持的。

// STL中的容器都增加了⼀个initializer_list的构造 
vector (initializer_list<value_type> il, const allocator_type& alloc = 
allocator_type());

list (initializer_list<value_type> il, const allocator_type& alloc = 
allocator_type());

map (initializer_list<value_type> il,const key_compare& comp = 
key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// ...
int main()
{ 
 std::initializer_list<int> mylist;
 mylist = { 10, 20, 30 };
 cout << sizeof(mylist) << endl;
 // 这⾥begin和end返回的值initializer_list对象中存的两个指针 
 // 这两个指针的值跟i的地址跟接近,说明数组存在栈上 
 int i = 0;
 cout << mylist.begin() << endl;
 cout << mylist.end() << endl;
 cout << &i << endl;
 // {}列表中可以有任意多个值 
 // 这两个写法语义上还是有差别的,第⼀个v1是直接构造, 相当于使用带initializer_list参数的构造函数
 // 第⼆个v2是构造临时对象(因为类型转换)+临时对象拷⻉v2+优化为直接构造 
 vector<int> v1({ 1,2,3,4,5 });
 vector<int> v2 = { 1,2,3,4,5 };
 const vector<int>& v3 = { 1,2,3,4,5 };
 // 这⾥是pair对象的{}初始化和map的initializer_list构造结合到⼀起⽤了 
 map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"string", "字符串"}};
 
 // initializer_list版本的赋值⽀持 
 v1 = { 10,20,30,40,50 };
 return 0;
}

三、右值引用和移动语义

我们先了解其语法,再来了解其用途,在学习语法的过程中会遇到不解之惑,还请耐心往下结合其用途来了解,并且请带着这么做的一切目的是为了减少拷贝并且优化效率这句话来学习本章节

此外左值引用在面对减少函数参数的拷贝上进行了很好的解决,但是左值引用的不足之处是部分函数返回场景,只能传值返回,而不能传引用返回
C++98的C++语法中就有引⽤的语法,⽽C++11中新增了的右值引⽤语法特性,C++11之后我们之前学
习的引⽤就叫做左值引⽤。⽆论左值引⽤还是右值引⽤,都是给对象取别名。

3.1. 左值和右值的概念

• 左值是⼀个表⽰数据的表达式(如变量名或解引⽤的指针),⼀般是有持久状态,存储在内存中,我
们可以获取它的地址,左值可以出现赋值符号的左边,也可以出现在赋值符号右边。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。
• 右值也是⼀个表⽰数据的表达式,要么是字⾯值常量、要么是表达式求值过程中创建的临时对象等,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。

• 值得⼀提的是,左值的英⽂简写为lvalue,右值的英⽂简写为rvalue。传统认为它们分别是left
value、right value 的缩写。现代C++中,lvalue被解释为loactor value的缩写,可意为存储在内
存中、有明确存储地址可以取地址的对象,⽽rvalue被解释为read value,指的是那些可以提供
数据值,但是不可以寻址,例如:临时变量,字⾯量常量,存储于寄存器中的变量等,也就是说左
值和右值的核⼼区别就是能否取地址。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
 // 左值:可以取地址 
 // 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值 
 int* p = new int(0);
 int b = 1;
 const int c = b;
 *p = 10;
 string s("111111");
 s[0] = 'x';
 cout << &c << endl;
 cout << (void*)&s[0] << endl;
 // 右值:不能取地址 
 double x = 1.1, y = 2.2;
 // 以下⼏个10、x + y、fmin(x, y)、string("11111")都是常⻅的右值 
 10;
 x + y;
 fmin(x, y);
 string("11111");
 //cout << &10 << endl;
 //cout << &(x+y) << endl;
 //cout << &(fmin(x, y)) << endl;
 //cout << &string("11111") << endl;
 return 0;
}

3.2. 左值引⽤和右值引⽤

• Type& r1 = x; Type&& rr1 = y; 第⼀个语句就是左值引⽤,左值引⽤就是给左值取别名,第⼆个就是右值引⽤,同样的道理,右值引⽤就是给右值取别名。
• 左值引⽤不能直接引⽤右值,但是const左值引⽤可以引⽤右值
• 右值引⽤不能直接引⽤左值,但是右值引⽤可以引⽤move(左值)

• template typename remove_reference::type&& move (T&& arg);
move是库⾥⾯的⼀个函数模板,本质内部是进⾏强制类型转换,当然他还涉及⼀些引⽤折叠的知
识,这个我们后⾯会细讲。
需要注意的是变量表达式都是左值属性,也就意味着⼀个右值被右值引⽤绑定后,右值引⽤变量变
量表达式的属性是左值

• 语法层⾯看,左值引⽤和右值引⽤都是取别名,不开空间。从汇编底层的⻆度看下⾯代码中r1和rr1
汇编层实现,底层都是⽤指针实现的,没什么区别。底层汇编等实现和上层语法表达的意义有时是
背离的,所以不要然到⼀起去理解,互相佐证,这样反⽽是陷⼊迷途。

template <class _Ty>
remove_reference_t<_Ty>&& move(_Ty&& _Arg) 
{ // forward _Arg as movable
 return static_cast<remove_reference_t<_Ty>&&>(_Arg);
}
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
 // 左值:可以取地址 
 // 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值 
 int* p = new int(0);
 int b = 1;
 const int c = b;
 *p = 10;
 string s("111111");
 s[0] = 'x';
 double x = 1.1, y = 2.2;
 // 左值引⽤给左值取别名 
 int& r1 = b;
 int*& r2 = p;
 int& r3 = *p;
 string& r4 = s;
 char& r5 = s[0];
 // 右值引⽤给右值取别名 
 int&& rr1 = 10;
 double&& rr2 = x + y;
 double&& rr3 = fmin(x, y);
 string&& rr4 = string("11111");
 // 左值引⽤不能直接引⽤右值,但是const左值引⽤可以引⽤右值 ,因为右值是常量不可被修改
 const int& rx1 = 10;
 const double& rx2 = x + y;
 const double& rx3 = fmin(x, y);
 const string& rx4 = string("11111");
 // 右值引⽤不能直接引⽤左值,但是右值引⽤可以引⽤move(左值) 
 int&& rrx1 = move(b);
 int*&& rrx2 = move(p);7int&& rrx3 = move(*p);
 string&& rrx4 = move(s);
 string&& rrx5 = (string&&)s;
 // b、r1、rr1都是变量表达式,都是左值 
 cout << &b << endl;
 cout << &r1 << endl;
 cout << &rr1 << endl;
 // 这⾥要注意的是,rr1的属性是左值,所以不能再被右值引⽤绑定,除⾮move⼀下 
 int& r6 = r1;
 // int&& rrx6 = rr1;
 int&& rrx6 = move(rr1);
 return 0;
}

3.3 引⽤延⻓⽣命周期

请注意:这里的延长声明周期代表着局部生命周期,例如当我们在一个函数里面创建变量的时候,无论怎么延长,都改变不了函数运行完栈帧销毁的事实,而这个变量存在于这个函数的栈帧中,栈帧销毁那么其中变量必定销毁

右值引⽤可⽤于为临时对象延⻓⽣命周期,const的左值引⽤也能延⻓临时对象⽣存期,但这些对象⽆
法被修改。

int main()
{
 std::string s1 = "Test";
 // std::string&& r1 = s1; // 错误:不能绑定到左值 
 const std::string& r2 = s1 + s1; // OK:到 const 的左值引⽤延⻓⽣存期 
 // r2 += "Test"; // 错误:不能通过到 const 的引⽤修改 
 std::string&& r3 = s1 + s1; // OK:右值引⽤延⻓⽣存期 
 r3 += "Test"; // OK:能通过到⾮ const 的引⽤修改 
 std::cout << r3 << '\n';
 return 0;
}

3.4 左值和右值的参数匹配

• C++98中,我们实现⼀个const左值引⽤作为参数的函数,那么实参传递左值和右值都可以匹配。
• C++11以后,分别重载左值引⽤、const左值引⽤、右值引⽤作为形参的f函数,那么实参是左值会
匹配f(左值引⽤),实参是const左值会匹配f(const左值引⽤),实参是右值会匹配f(右值引⽤)。
• 右值引⽤变量在⽤于表达式时属性是左值,这个设计这⾥会感觉跟怪,下⼀⼩节我们讲右值引⽤的
使⽤场景时,就能体会这样设计的价值了

编译器在进行函数传参选择时通常是由最优选择往下依次寻找相匹配的函数

#include<iostream>
using namespace std;
void f(int& x)
{
 std::cout << "左值引⽤重载 f(" << x << ")\n";
}
void f(const int& x)
{
 std::cout << "到 const 的左值引⽤重载 f(" << x << ")\n";
}
void f(int&& x)
{
 std::cout << "右值引⽤重载 f(" << x << ")\n";
}
int main()
{
 int i = 1;
 const int ci = 2;
 f(i); // 调⽤ f(int&), 如果没有 f(int&) 重载则会调⽤ f(const int&) 
 f(ci); // 调⽤ f(const int&) 
 f(3); // 调⽤ f(int&&),如果没有 f(int&&) 重载则会调⽤ f(const int&) 
 f(std::move(i)); // 调⽤ f(int&&) 
 // 右值引⽤变量在⽤于表达式时是左值 
 int&& x = 1;
 f(x); // 调⽤ f(int& x) 
 f(std::move(x)); // 调⽤ f(int&& x) 
 return 0;
}

在这里插入图片描述

3.5.右值引⽤和移动语义的使⽤场景(重要)

3.5.1 左值引⽤主要使⽤场景回顾

左值引⽤主要使⽤场景是在函数中左值引⽤传参和左值引⽤传返回值时减少拷⻉,同时还有修改实
参和修改返回对象的价值。

下面将会举一个函数例子来进行解释:

class Solution {
public:
 // 传值返回需要拷⻉ 
 //其次传参数的时候也会拷贝,因为不是左值引用,是直接传参
 string addStrings(string num1, string num2) {
 string str;
 int end1 = num1.size()-1, end2 = num2.size()-1;
 // 进位 
 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;
  }
};

左值引⽤已经解决⼤多数场景的拷⻉效率问题,但是有些场景不能使⽤传左值引⽤返回,如上面addStrings,C++98中的解决⽅案只能是被迫使⽤输出型参数(在函数中加入参数的引用,并且输出这个引用的参数),传引用来进行修改)解决,但是会牺牲一定的可读性。那么C++11以后这⾥可以使⽤右值引⽤做返回值解决吗?显然是不可能的,因为这⾥的本质是返回对象是⼀个局部对象,函数结束这个对象就析构销毁了,右值引⽤返回也⽆法概念对象已经析构销毁的事实。

3.5.2 移动构造和移动赋值

• 移动构造函数是⼀种构造函数,类似拷⻉构造函数,移动构造函数要求第⼀个参数是该类类型的引⽤,但是不同的是要求这个参数是右值引⽤,如果还有其他参数,额外的参数必须有缺省值。
• 移动赋值是⼀个赋值运算符的重载,他跟拷⻉赋值构成函数重载,类似拷⻉赋值函数,移动赋值函数要求第⼀个参数是该类类型的引⽤,但是不同的是要求这个参数是右值引⽤。
• 对于像string/vector这样的深拷⻉的类或者包含深拷⻉的成员变量的类,移动构造和移动赋值才有意义,因为移动构造和移动赋值的第⼀个参数都是右值引⽤的类型,他的本质是要“窃取”引⽤的右值对象的资源,⽽不是像拷⻉构造和拷⻉赋值那样去开辟空间或者拷⻉资源等一系列操作
4,从而提⾼效率。下⾯的bit::string样例实现了移动构造和移动赋值,我们需要结合场景理解。


 class string
 {
 public:

 string(const char* str = "")
 :_size(strlen(str))
 , _capacity(_size)
 {
 cout << "string(char* str)-构造" << endl;
 _str = new char[_capacity + 1];
 strcpy(_str, str);
 }

 string(const string& s)
 :_str(nullptr)
 {
 cout << "string(const string& s) -- 拷⻉构造" << endl;
 reserve(s._capacity);
 for (auto ch : s)
 {
 push_back(ch);
 }
 }
 
  void swap(string& s)
 {
  ::swap(_str, s._str);
  ::swap(_size, s._size);
  ::swap(_capacity, s._capacity);
 }
 // 移动构造 ,此时的参数为右值引用,这个类型 定义的属性是左值可以做修改
 string(string&& s)
 {
 cout << "string(string&& s) -- 移动构造" << endl;
 swap(s);
 }
 
 string& operator=(const string& s)
 {
 cout << "string& operator=(const string& s) -- 拷⻉赋值" << endl;
 if (this != &s)
 {
 _str[0] = '\0';
 _size = 0;
 reserve(s._capacity);
 for (auto ch : s)
 {
 push_back(ch);
 }
 }
 return *this;
 }
 
 // 移动赋值 
 string& operator=(string&& s)
 {
 cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动赋值" << endl;
 swap(s);
 return *this;
 }
 ~string()
 {
 cout << "~string() -- 析构" << endl;
 delete[] _str;
 _str = nullptr;
 }

其实移动构造相当于把资源进行交换,然后其生命周期作用域也进行了交换。

3.5.3 右值引⽤和移动语义解决传值返回问题

让我们根据以下两个场景来依次分析上面的语义

namespace bit
{ 
 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());
 cout << "******************************" << endl;
 return str;
 }
}
// 场景1 
int main()
{
 bit::string ret = bit::addStrings("11111", "2222");
 cout << ret.c_str() << endl;
 return 0;
}
// 场景2 
int main()
{
 bit::string ret;
 ret = bit::addStrings("11111", "2222");
 cout << ret.c_str() << endl;
 return 0;
}

右值对象构造,只有拷⻉构造,没有移动构造的场景
在这里插入图片描述
• 图1展⽰了vs2019 debug环境下编译器对拷⻉的优化,左边为不优化的情况下,两次拷⻉构造,右边为编译器优化的场景下连续步骤中的拷⻉合⼆为⼀变为⼀次拷⻉构造。

右值对象构造,有拷⻉构造,也有移动构造的场景
在这里插入图片描述
• 图2展⽰了vs2019debug环境下编译器对拷⻉的优化,左边为不优化的情况下,两次移动构造,右边为编译器优化的场景下连续步骤中的拷⻉合⼆为⼀变为⼀次移动构造。

右值对象赋值,只有拷⻉构造和拷⻉赋值,没有移动构造和移动赋值的场景
在这里插入图片描述
• 图3左边展⽰了vs2019 debug和 g++ test.cpp -fno-elide-constructors 关闭优化环境下编译器的处理,⼀次拷⻉构造,⼀次拷⻉赋值。
• 需要注意的是在vs2019的release和vs2022的debug和release,下⾯代码会进⼀步优化,直接构造要返回的临时对象,str本质是临时对象的引⽤,底层⻆度⽤指针实现。运⾏结果的⻆度,我们可以看到str的析构是在赋值以后,说明str就是临时对象的别名。

右值对象赋值,既有拷⻉构造和拷⻉赋值,也有移动构造和移动赋值的场景
在这里插入图片描述
• 图4左边展⽰了vs2019debug和 g++ test.cpp -fno-elide-constructors 关闭优化环境下编译器的处理,⼀次移动构造,⼀次移动赋值。
• 需要注意的是在vs2019的release和vs2022的debug和release,下⾯代码会进⼀步优化,直接构造要返回的临时对象,str本质是临时对象的引⽤,底层⻆度⽤指针实现。运⾏结果的⻆度,我们可以看到str的析构是在赋值以后,说明str就是临时对象的别名

3.6 类型分类

• C++11以后,进⼀步对类型进⾏了划分,右值被划分纯右值(pure value,简称prvalue)和将亡值(expiring value,简称xvalue)。
• 纯右值是指那些字⾯值常量或求值结果相当于字⾯值或是⼀个不具名的临时对象。如: 42、true、nullptr 或者类似 str.substr(1, 2)、str1 + str2 传值返回函数调⽤,或者整形 a、b,a++,a+b 等。纯右值和将亡值是C++11中提出的,C++11中的纯右值概念划分等价于C++98中的右值。
• 将亡值是指返回右值引⽤的函数的调⽤表达式和转换为右值引⽤的转换函数的调⽤表达,如move(x)、static_cast<X&&>(x)
• 泛左值(generalized_value,简称glvalue),泛左值包含将亡值和左值。
• 有名字,就是glvalue;有名字,且不能被move,就是lvalue;有名字,且可以被move,就是xvalu;没有名字,且可以被移动,则是prvalue。
在这里插入图片描述
实践的角度上意义并不大这一部分。

3.7 引⽤折叠

• C++中不能直接定义引⽤的引⽤如 int& && r = i; ,这样写会直接报错,通过模板或typedef中的类型操作可以构成引⽤的引⽤。
• 通过模板或typedef中的类型操作可以构成引⽤的引⽤时,这时C++11给出了⼀个引⽤折叠的规则:右值引⽤的右值引⽤折叠成右值引⽤,所有其他组合均折叠成左值引⽤

// 由于引⽤折叠限定,f1实例化以后总是⼀个左值引⽤ 
template<class T>
void f1(T& x)
{}
// 由于引⽤折叠限定,f2实例化后可以是左值引⽤,也可以是右值引⽤ 
template<class T>
void f2(T&& x)
{}
int main()
{
 typedef int& lref;
 typedef int&& rref;
 int n = 0;
 lref& r1 = n; // r1 的类型是 int& 
 lref&& r2 = n; // r2 的类型是 int& 
 rref& r3 = n; // r3 的类型是 int& 
 rref&& r4 = 1; // r4 的类型是 int&& 
 
 // 没有折叠->实例化为void f1(int& x) 
 f1<int>(n);
 f1<int>(0); // 报错 
 
 // 折叠->实例化为void f1(int& x) 
 f1<int&>(n);
 f1<int&>(0); // 报错 
 
 // 折叠->实例化为void f1(int& x) 
 f1<int&&>(n);
 f1<int&&>(0); // 报错 
 
 // 折叠->实例化为void f1(const int& x) 
 f1<const int&>(n);
 f1<const int&>(0);
 
 // 折叠->实例化为void f1(const int& x) 
 f1<const int&&>(n);
 f1<const int&&>(0);
 
 // 没有折叠->实例化为void f2(int&& x) 
 f2<int>(n); // 报错 
 f2<int>(0);
 // 折叠->实例化为void f2(int& x) 
 f2<int&>(n);
 f2<int&>(0); // 报错 
 
 // 折叠->实例化为void f2(int&& x) 
 f2<int&&>(n); // 报错 
 f2<int&&>(0);
 return 0;
}
template<class T>
void Function(T&& t)
{
 int a = 0;
 T x = a;
 //x++;
 cout << &a << endl;
 cout << &x << endl << endl;
}
int main()
{
 // 10是右值,推导出T为int,模板实例化为void Function(int&& t) 
 Function(10); // 右值 
 int a;
 // a是左值,推导出T为int&,引⽤折叠,模板实例化为void Function(int& t) 
 Function(a); // 左值 
 // std::move(a)是右值,推导出T为int,模板实例化为void Function(int&& t) 
 Function(std::move(a)); // 右值 
 const int b = 8;
 // a是左值,推导出T为const int&,引⽤折叠,模板实例化为void Function(const int t)
// 所以Function内部会编译报错,x不能++ 
 Function(b); // const 左值 
 // std::move(b)右值,推导出T为const int,模板实例化为void Function(const int&& t)
 // 所以Function内部会编译报错,x不能++ 
 Function(std::move(b)); // const 右值 
 return 0;
}

3.8 完美转发

当我们在上面章节中可以知道,进行右值引用的变量名的属性为左值,所以当我们在对一个函数的参数设置成右值引用的时候,函数里面再使用这个引用,它会成左值引用

• Function(T&& t)函数模板程序中,传左值实例化以后是左值引⽤的Function函数,传右值实例化以后是右值引⽤的Function函数。

• 但是结合我们在5.2章节的讲解,变量表达式都是左值属性,也就意味着⼀个右值被右值引⽤绑定后,右值引⽤变量表达式的属性是左值,也就是说Function函数中t的属性是左值,那么我们把t传递给下⼀层函数Fun,那么匹配的都是左值引⽤版本的Fun函数。这⾥我们想要保持t对象的属性,就需要使⽤完美转发实现。

• template T&& forward (typename remove_reference::type& arg);
• template T&& forward (typename remove_reference::type&& arg);
• 完美转发forward本质是⼀个函数模板,他主要还是通过引⽤折叠的⽅式实现,下⾯⽰例中传递给Function的实参是右值,T被推导为int,没有折叠,forward内部t被强转为右值引⽤返回;传递给Function的实参是左值,T被推导为int&,引⽤折叠为左值引⽤,forward内部t被强转为左值引⽤返回。

总结一下就是使用forward函数模板来保持参数的左右值的属性。


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