C++11 右值引用与g++ fno-elide-constructors编译选项

最新推荐文章于 2024-12-26 17:00:19 发布

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本文深入探讨了C++11引入的右值引用概念及其应用场景。解释了左值、右值的区别，并通过实例展示了如何利用右值引用来提高代码效率。

右值和将亡值

C++11增加了一种新类型，称为右值引用（R-value-reference)，标记为T &&。那么怎么区分左右值？左值指的是表达式结束后依然存在的持久对象，右值指的是表达式结束时就不再存在的临时对象。一个区分左值与右值的便捷方法是：看能不能对表达式取地址，如果能，则为左值，否则为右值。所有的具名变量或者对象都是左值，而右值不具名。

在C++11中，右值由两个概念构成，一个是将亡值（xvalue, expiring value）,另一个是纯右值（prvalue, PureRvalue），比如，非引用返回的临时对象、运算变动时产生的临时变量、原始字面量和lambda表达式等都是纯右值。

C++11中所有值必属于左值、将亡值、纯右值三者之一。

右值引用

在C++中，如果去引用一个返回临时对象，那么结果是不可预知的，因为随着函数的退出，所引用的临时对象也会被析构，这个时候引用的其实是一片垃圾空间，如下代码。

Object CreateObject()
{
	return Object();
}
Object &obj = CreateObject();

在学校考试或者面试的时候会经常问这段代码有没有问题，那问题就是引用了一个临时变量。那么通常的做法是不引用，直接拷贝就可以避免上述问题。但新问题是这样会调用一次拷贝构造函数，这带来了不必要的开销，所以很多时候我们会传一个引用参数，函数类型类似于:

void CreateObject(MyObject &object)

这样写的弊端在于增加了函数参数个数。研究发现，第一段代码返回了一个临时对象，这完全符合C++11中右值的定义，所以我们可以用右值引用来解决上面问题，代码如下：

Object CreateObject()
{
	return Object();
}
Object &&obj = CreateObject();

&表示左值引用，而&&则表示右值引用。通过右值引用的声明，该右值又“重获新生”，其生命周期与右值引用类型变量的生命周期一样。下面通过实际例子来验证右值引用。

class Student
{
    public:
        Student()
        {
            construct_count += 1;
            std::cout << "call construct" << std::endl;
        }
        ~Student()
        {
            destruct_count += 1;
            std::cout << "call destruct" << std::endl;
        }
        Student(const Student &other)
        {
            std::cout << "call copy construct" << std::endl;
            construct_count += 1;
        }
        Student &operator=(const Student &other)
        {
            if (this != &other)
            {
            }
            std::cout << "call = construct" << std::endl;

            construct_count += 1;
            return *this;
        }

        static int construct_count;
        static int destruct_count;
};

int Student::construct_count = 0;
int Student::destruct_count = 0;

Student CreateStudent()
{
    return Student();
}

int  main()
{
    do
    {
        Student student = CreateStudent();
    } while(0);

    std::cout << "construct=" << Student::construct_count << std::endl;
    std::cout << "destruct=" << Student::destruct_count << std::endl;

    return 0;
}

按一般分析，这段代码应该调了3此构造函数，3次析构函数。第一次是return的时候创建对象，第二次是return的时候将创建的临时对象拷贝到函数调用栈空间，第三次是main函数空函数栈空间拷贝对象。用c++11执行编译并运行，g++ right_reference.cpp --std=c++11 -o test