C++11（二）右值引用&&移动语义

🧸🧸🧸各位大佬大家好，我是猪皮兄弟🧸🧸🧸

左值引用和右值引用

之前学过的引用几乎都是左值引用，但是无论是左值引用还是右值引用，都是给对象取别名

1.左值与左值引用

左值可以是变量或者表达式，左值引用的真正特点就是能够去取它的地址，本来也应该算上可以赋值这个特点，但是const修饰的左值不可以，所以可以取地址的就是左值

那么左值引用就是对左值取别名

int a;//左值
int &b=a;//左值引用
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左值既可以出现在等号左边也可以出现在赋值符号右边

2.右值与右值引用

右值也是一个变量或者表达式，右值引用只能出现在赋值符号右边，因为它不能够被取地址，所以无法被赋值。右值一般就是字面量和表达式返回值的临时对象

double x=1.1,y=2.2;
//以下的都是右值
10;
x+y;//字面量
fmin(x,y);//返回值的临时对象
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右值引用：对右值取别名,右值引用是两个&&

double x=1.1,y=2.2;
//以下的都是右值
10;
x+y;//字面量
fmin(x,y);//返回值的临时对象

//右值引用
int&& rr1=10;
double&& rr2 = x+y;
double&& rr3 = fmin(x+y);
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3.左值引用和右值引用比较

左值引用引用右值

一般左值引用是不能给右值引用取别名的，因为左值引用的表达式需要可以取地址和赋值

double&l = x+y/*右值*/;//报错
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但是，const左值引用是可以引用右值的

const double&r = x+y;//编译通过
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因为C++11之前，没有右值引用，那怎么办呢？所以就用const左值引用的方式来引用右值，所以也推荐拷贝构造和赋值运算符重载写成const左值引用，因为不仅仅可以解决权限扩大缩小的问题，而且可以通过const左值引用来引用右值。

右值引用引用左值

普通的右值引用也是不能引用左值的

int c =10;
int && r = c;//报错
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但是，可以用move来让编译器把左值识别成右值

int c=10;
int &&r = move(c);
//这样就可以了
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4.右值引用之后的变化

右值是不能够取地址的，但是给右值被右值引用了之后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置的地址。也就是说：

10;
double x=1.1,y=2.2;
int&rr1=10;
const double && rr2=x+y;
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上面的rr1和rr2都是左值，这也会牵扯到完美转发的问题

5.左值引用使用问题

左值引用解决问题：
①做参数：a.减少拷贝，提高效率 b.做输出型参数
②做返回值：a.减少拷贝，提高效率 b.引用返回可以修改返回对象(比如map的operator[],修改Value)

左值引用的问题：在函数类创建的临时对象需要返回，那只能传值返回，就做不到减少拷贝，提高效率。所以有些场景是左值引用做不到的

如果说要求vector generate(int numRows){}>这里需要减少拷贝，怎么做？
①全局vector，但是全局变量会有线程安全问题，不安全
②new 返回vector的指针，但是忘记释放就会内存泄漏，或者用RAII的思想来搞
③输出型参数 void generate(int numRows,vector>&vv);
④利用移动构造（下面讲）

6.移动构造

C++把右值分为了两种
1.内置类型的右值 – 纯右值
2.自定义类型的右值 – 将亡值(通常都是一些临时对象，生命周期就在这一行)

//拷贝构造
string(const string& s)
	:_str(nullptr);
{
	string tmp(s);
	swap(tmp);
}
//移动构造
string(string&&s)//因为s不可取地址，不可赋值，所以不加const
	:_str(nullptr)
{
	swap(s);//因为s是右值，将亡，所以直接交换
}
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因为有资源的转移，所以叫移动构造

string str1(move(str1));
string str2(string("hello"));
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移动构造比拷贝构造的代价小太多，拷贝构造需要先构造一个临时变量(而这个构造是深拷贝，当然也可以用引用计数和写时拷贝来进行优化)，然后将这个临时变量再拷贝构造给原来的变量。而移动构造在函数内部就资源转移了，只是交换了一下管理的指针。

编译器也是很聪明的，有const左值引用的拷贝构造和右值引用的移动构造，都可以引用右值，但是确是调用的移动构造，因为它能够识别到这是一个将亡值。挑选最匹配的去调用

7.移动赋值

string ret;
ret = to_string(1234);
//这时候就需要移动赋值
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//拷贝赋值
string& operator=(const string&s)
{
    string(tmp);
    swap(tmp);
    return *this;
}

//移动赋值
string& operator=(string&&s)//构造
    swap(s);//s将亡
    return *this;
}
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8.STL变化

C++11以后，STL就提供了移动构造和移动赋值
右值引用除了移动构造和移动赋值以外，insert也用到了

还有就是增加了emplace

传递多个左值/右值(因为会引发万能引用/引用折叠)来进行插入

9.完美转发

先来看一个现象

右值引用&&和模板在一起，就会引发一个东西叫做 万能引用/引用折叠
引用折叠的意思就是传左值过去的时候，会把&&折叠成&,以对左值进行兼容（有了引用折叠，其实就可以替代单纯的左值引用，但是为了向前兼容，左值引用还存在）
然后再上面也说过，右值引用会把右值存在一个特定的位置，导致右值的别名是一个左值(因为可以对这个别名取地址)
所以上面就可以看到都是左值引用的结果

C++11中就提供了一个东西—>完美转发

可以让别名t保持它原有的属性，就可以做到去调用右值引用
完美转发的意思就是你把我给你的东西原封不动的交给别人，不要改变它的属性

在一个调用链中连续调用就会用到，比如说list的push_back

void push_back(const T& x)
{
	//    ...    
}
void push_back(T&&x)//引用折叠，既可引用左值也可引用右值
{
    
}
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push_back调用的是insert，如果不进行完美转发，那么push_back传给insert的就是左值，然后就又会去调用拷贝构造，并不会调用移动构造，效率也不会得到提升，在整个调用链上都需要完美转发一下

10.默认移动构造和移动赋值

我们以前知道的默认成员函数有六种：①构造函数 ②拷贝构造函数 ③赋值运算符重载函数 ④析构函数 ⑤取地址运算符重载函数 ⑥const取地址运算符重载函数

C++11之后，新增添了两个 ①移动构造 ②移动赋值

编译器默认生成移动构造和移动赋值的条件

①如果没有实现移动构造函数，且没有自己实现析构函数，拷贝构造，拷贝赋值重载的任意一个(三个都不写才会生成，但是这三个只要有一个写了，基本都要写)，那么编译器才会自动生成，并且，默认移动构造对于内置类型对象进行值拷贝，自定义类型对象，则看这个对象是否实现移动构造，如果实现就调用它的移动构造，没有实现就调用拷贝构造。
②移动赋值同理