C++ 从左值引用到右值引用

原创于 2025-07-21 16:46:58 发布 · 1.2k 阅读

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#c++ #开发语言 #后端

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1. 前言：

C++ 11 是在 C++ 98 之后又一个变化比较大的标准。为C++增加了很多东西，其中有一部分是有用的，有一部分是我自认为作用不是很大东西。这一章呢？我们就来说说C++11我，我认为对性能优化最有用的一部分 ---- 右值引用

2. 简单回顾：左值引用

左值？我们现在说说什么是左值？

直接抛结论：能取地址的值或者表达式结果就是左值。左值可以出现在 = 左边，也可以出现在 = 右边，不能仅仅以 = 号来区分左右值。

最开始时候的引用，就是左值引用，在C++的语法层面上，引用是给一个变量起一个别名，是不开辟空间的，目的是为了：减少拷贝，提高效率。

我们通常在学习的时候与指针对照学习。

语法层面(指针对比引用)：

引用在定义的时候必须初始化，指针在定义的时候是可以不初始化的。

引用是没有空引用的，但是指针呢？他是有空指针的，比如C++11之前的NULL和C++11提供的nullptr。

引用是不开辟空间的，但是指针是需要开辟4个字节或者8个字节的空间的。

引用和指针都有一个概念：权限的方法和缩小，首先一说，只有引用和指针有权限的放大和缩小。其他的语法是没有的，我们在学习的时候，千万不要自己创造语法...

权限的放大：

#include <iostream>

int main()
{
    const int a = 10;
    int &b = a; // 权限的放大

    const int c = 20;
    int *p = &c; // 权限的放大
    return 0;
}

变量 a 的权限是可读，但是变量 b 作为变量 a 的引用，权限却是可读可写。

变量 c 的权限是可读，但是变量 p 指向变量 a，权限却是可读可写。

上面这两种情况都是编译器默认不被允许的。

权限的缩小：

#include <iostream>

int main()
{
    int a = 10;
    const int &b = a; // 权限的缩小

    int c = 20;
    const int *p = &c; // 权限的缩小
    return 0;
}

变量 a 的权限是可读可写，但是变量 b 作为变量 a 的引用，权限是可读。

变量 c 的权限是可读可写，但是变量 p 指向变量 c，权限是可读。

上面的这两种情况是编译器默认被允许的。

小结：

权限的放大是不被允许的，但是权限的缩小是被允许的。

权限的放大和缩小都是语法层面的概念，都是被编译器约束的，我们可以通过强制类型转换来放大或者缩小权限（但是不推荐，因为有风险），都只是为了“骗”过编译器。

汇编层面：

引用和指针是一个的，都是开辟可一块空间，用来保存地址，指针变量就是用来保存指向的对象的地址，引用也是一样的，开辟一块空间，用来保存被起别名的对象的地址。

3. 本章主角：右值引用

相对于左值来说，右值就是不能取地址的值，并且右值是不能出现在 = 号的左边的。

自定义类型的右值常见的两种形式：临时对象匿名对象

C++11 对右值又做了细分：纯右值(内置类型) 和将亡值(自定义类型)，我们的主要研究对象就是：将亡值(自定义类型)

编译器在进化过程中，将 拷贝构造 + 构造优化成直接构造。

比如说在函数栈帧内返回一个比较大的对象的时候，右值引用的价值就极大了。

{

原来：跨行的：构造 + 拷贝构造

现在：跨行的：构造 + 移动构造

}

减少了一次拷贝，还是很可观的。

移动构造，移动赋值

有了移动构造之后：返回时先拷贝构造生成临时对象，用临时对象移动构造

如果 “析构函数”，“拷贝构造”，“拷贝赋值” 都没有实现编译器就会自动生成 “移动构造”

编译器生成的移动构造：内置类型去值拷贝，自定义类型去调用它自己的移动构造

为什么？

需要显式写析构，说明有资源要释放，说明需要显式写拷贝构造和重载

说明要显式写移动构造和移动赋值

要么都自己写，要么都编译器自己生成。

4. 左值引用和右值引用

这个部分我们主要讨论一下，左值引用是否能引用右值，右值引用是否能引用左值，就是是否能交叉？

先看右值引用能否引用左值？

但是这样：const 左值引用可以给引用右值是可以的

除了这样，我们还可以通过强制类型转换来让左值引用引用右值，右值引用引用左值。

5. 小结

左值引用和右值引用的目的都是为了：减少拷贝，提高效率。但是他们都是编译器层面的概念，是可以通过强制类型转化来转化的（骗编译器，不建议）。