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C++11右值引用
1.右值引用和移动语义
1.1左值引用和右值引用
之前我们对左右值比较浅显的概念是:左值可以修改 右值不可以修改
接下来我们会对左右值有进一步的理解:左值可以取地址- 无论左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。
- 左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)，我们可以获取它的地址+可以对它赋值，左值可以出现赋值符号的左边,右值不能出现在赋值符号左边。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。左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。
int main() { //变量名 int b = 0; int* pb = &b; //左值可以取地址 int& rb = b; //左值引用 //指针 int* p = new int(1); //*p也是一个左值 int*& rp = p; int& pvalue = *p; //左值引用 //const后的左值 const int c = 2; const int* pc = &c; //c = 20; //不是所有的左值都可被修改 但是可以进行&操作 const int& rc = c; //左值引用 //左值在=左右都可以出现 int d = c; return 0; }- 1
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- 右值也是一个表示数据的表达式，如：字面常量、表达式返回值，函数返回值(这个不能是左值引用返回)等等，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。右值引用就是对右值的引用，给右值取别名。
double getmin(double a, double b) { return a < b ? a : b; } double& Getmin(double a, double b) { return a < b ? a : b; } int main() { double x = 1.1, y = 2.2; // 以下几个都是常见的右值 10; //字面常量 x + y; //表达式返回值[此返回值有空间] getmin(x, y); //函数返回值[非左值引用返回] //右值引用 int&& rr1 = 10; double&& rr2 = x + y; double&& rr3 = getmin(x, y); //编译报错 -- 右值不可修改 右值不可放在=左边 -- 表达式必须是可修改的左值 10 = 1; x + y = 1; getmin(x, y) = 1; Getmin(x, y) = 1; //左值引用返回不报错 //表达式必须为左值或函数指示符 -- 右值不能取地址 &10; &(x + y); &getmin(x, y); return 0; }- 1
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- 右值引用特殊场景[不重要 了解即可]
int main() { //不能取字面量10的地址，但是rr1引用后，可以对rr1取地址，也可以修改rr1 double x = 1.1, y = 2.2; int&& rr1 = 10; const double&& rr2 = x + y; rr1 = 20; rr2 = 5.5; // 报错 return 0; }- 1
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- 左值引用和右值引用
左值引用只能引用左值，不能引用右值 非得引用右值 可以使用const左值引用
右值引用只能引用右值，不能引用左值 非得引用左值 可以引用move后的左值int main() { int a = 0; int b = 1; // 左值引用给左值取别名 int& ref1 = a; // 左值引用给右值取别名需要加const 保持权限一致 const int& ref2 = (a + b); // 右值引用给右值取别名 int&& ref3 = (a + b); // 右值引用给move后左值取别名 int&& ref4 = move(a); return 0; }- 1
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1.2右值引用使用场景
区分传过来的参数是左值还是右值
1.string为例介绍
//void func(const int& a) //{ // cout << "void func(int& a) or void func(int&& a)" << endl; //} void func(int& a) { cout << "void func(int& a)" << endl; } void func(int&& a) { cout << "void func(int&& a)" << endl; } int main() { int a = 0; int b = 1; func(a); //传左值 func(a + b); //传右值 return 0; }- 1
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在string类里面的应用
int main() { string s1("hello"); string s2("world"); //左右值拷贝 string s3 = s1; //左值拷贝:不能修改s1的内容 s3和s1相互独立 这也是之前我们模拟实现为什么要搞深拷贝 string s4 = s1 + s2; //右值拷贝:一个临时对象 具有常性 s1 + s2这个表达式的返回值所形成的临时对象 和s1\s2没有关系 //我们可以进行资源转移 而不再进行深拷贝 return 0; }- 1
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在模拟实现string类里进一步探索右值引用
普通拷贝参数const string& 既可引用左值又可引用右值
移动拷贝构造只可引用右值
右值传参调用移动拷贝构造而不调用普通拷贝构造:编译器调用最匹配的那个
代码示例
//模拟实现string类 namespace ape { class string { public: //迭代器 typedef char* iterator; iterator begin() { return _str; } iterator end() { return _str + _size; } //构造函数 string(const char* str = "") :_size(strlen(str)) , _capacity(_size) { _str = new char[_capacity + 1]; strcpy(_str, str); } //交换内容 void swap(string& s) { ::swap(_str, s._str); ::swap(_size, s._size); ::swap(_capacity, s._capacity); } //拷贝构造 string(const string& s) :_str(nullptr) { cout << "string(const string& s) -- 左值深拷贝" << endl; string tmp(s._str); swap(tmp); } // 移动构造: 传过来的s[即 (s1 + '!')]是右值 //ape::string ret2 = (s1 + '!'); 右值拷贝 ret2.string( (s1 + '!') ); string(string&& s) :_str(nullptr) { cout << " string(string&& s) -- 右值移动拷贝" << endl; swap(s); //直接换过来 } // 赋值重载 string& operator=(const string& s) { cout << "string& operator=(string s) -- 深拷贝" << endl; string tmp(s); swap(tmp); return *this; } //析构函数 ~string() { delete[] _str; _str = nullptr; } //重载下标运算符[] char& operator[](size_t pos) { assert(pos < _size); return _str[pos]; } //扩容 void reserve(size_t n) { if (n > _capacity) { char* tmp = new char[n + 1]; strcpy(tmp, _str); delete[] _str; _str = tmp; _capacity = n; } } //尾插 void push_back(char ch) { if (_size >= _capacity) { size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2; reserve(newcapacity); } _str[_size] = ch; ++_size; _str[_size] = '\0'; } //+=运算符重载 string& operator+=(char ch) { push_back(ch); return *this; } //+号运算符重载 不改变this 返回新string string operator+(char ch) { cout << "operator+:"; string tmp(*this); tmp += ch; return tmp; } //c_str函数 const char* c_str() const { return _str; } private: char* _str; size_t _size; size_t _capacity; }; } //整形变字符串 ape::string int_to_string(int value) { bool flag = true; if (value < 0) { flag = false; value = 0 - value; } ape::string str; while (value > 0) { int x = value % 10; value /= 10; //数字变字符 str += (x + '0' ); } if (flag == false) str += '-'; reverse(str.begin(), str.end()); return move(str); }- 1
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库里的移动构造
s1是个左值 move函数的返回值被识别为右值 – 调用移动构造 s3的内容[啥也没有]给了s1 s1的内容给了s3
2.其他容器在C++11后的构造函数
2.容器的插入函数
2.1list
2.2map
3.左值引用/右值引用的总结
左值引用通过引用直接操作 省去中间额外的拷贝
右值引用通过识别是左值还是右值 如果是右值 直接移动拷贝4.完美转发
4.1首先看右值引用的特例
首先我们需要思考 C++11为什么要大费周折搞出一个右值引用? 右值引用的意义何在? 右值引用的初衷是啥?
显而易见,通过上述的讨论 我们知道 数据分为左值和右值 当涉及到容器的深层拷贝时 左值需要做深层拷贝[不动原数据 将原数据拷贝给新对象] 但是右值是一个临时变量 具有常性 当作用域完结 他的值也就消失 即所谓的"将亡值" 为了最大化提升C++语法的优势 大佬搞出了一个叫右值引用的东西 其目的就在于当数据为右值时 直接把该数据的资源转移到新对象上 而不管你这个临时对象被转移后会发生什么 因为你是个临时变量 程序结束自动销毁 但是上述代码又显示出了一个新的问题 当右值引用 引用了所传的参数 该引用的属性变为了左值
为什么要改成左值呢?
因为右值引用的初衷就是当参数时右值 可以直接进行资源转移 要想转移 此引用的属性就需要时左值
由此引发了新的问题 如下代码的输出违背了代码的本意
void Fun(int& x) { cout << "左值引用" << endl; } void Fun(const int& x) { cout << "const 左值引用" << endl; } void Fun(int&& x) { cout << "右值引用" << endl; } void Fun(const int&& x) { cout << "const 右值引用" << endl; } //万能引用/引用折叠：既可以引用左值 又可以引用右值 template<typename T> //这里是一个右值引用 当这个函数被调用 t是参数的右值引用 但是此时 t的属性变为了左值 void PerfectForward(T&& t) { //Fun(forward(t)); Fun(t); } int main() { PerfectForward(10); // 右值 int a; PerfectForward(a); // 左值 PerfectForward(move(a)); // 右值 const int b = 8; PerfectForward(b); // const 左值 PerfectForward(move(b)); // const 右值 return 0; }- 1
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由于t的属性成为左值 所以不管你原来是左值还是右值 都会调用左值的代码
怎么办?怎么解决?好不容易搞出来的右值引用难不成要抛弃?解决办法见下:
此时 代码的本意达到 提示:这里的forward作用在于将t的属性置为原有属性 当原有属性为左值 你还是左值 是右值 你还是右值 当需要把原有属性是右值但是在该函数需要当成左值来用时 不加(t) forward即可(t) 4.2接着看完美转发的应用场景
1.详细图解
2.完整代码
List.h
#pragma once #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include using namespace std; namespace ape { //结点类---右值引用结点构造函数 template<class T> struct list_node { list_node<T>* _next; list_node<T>* _prv; T _data; list_node(const T& x = T()) :_next(nullptr) , _prv(nullptr) , _data(x) { } list_node(T&& x = T()) :_next(nullptr) , _prv(nullptr) , _data(forward<T>(x)) { } }; //迭代器类 template<class T, class Ref, class Ptr> struct __list_iterator { typedef list_node<T> node; typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self; node* _node; __list_iterator(node* n) :_node(n) { } Ref operator*() { return _node->_data; } Ptr operator->() { return &_node->_data; } self& operator++() { _node = _node->_next; return *this; } self operator++(int) { self tmp(*this); _node = _node->_next; return tmp; } self& operator--() { _node = _node->_prv; return *this; } self operator--(int) { self tmp(*this); _node = _node->_prv; return tmp; } bool operator!=(const self& s) { return _node != s._node; } bool operator==(const self& s) { return _node == s._node; } }; //链表类 template<class T> class list { typedef list_node<T> node; public: typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator; typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator; iterator begin() { return iterator(_head->_next); } const_iterator begin() const { return const_iterator(_head->_next); } iterator end() { return iterator(_head); } const_iterator end() const { return const_iterator(_head); } //无参构造 list() { _head = new node(T()); _head->_next = _head; _head->_prv = _head; } //迭代器区间构造 template <class Iterator> list(Iterator first, Iterator last) { _head = new node(T()); _head->_next = _head; _head->_prv = _head; while (first != last) { push_back(*first); ++first; } } //交换内容 void swap(list<T>& tmp) { std::swap(_head, tmp._head); } //拷贝构造 list(const list<T>& lt) { _head = new node(T()); _head->_next = _head; _head->_prv = _head; list<T> tmp(lt.begin(), lt.end()); swap(tmp); } //赋值运算符重载 list<T>& operator=(list<T> lt) { swap(lt); return *this; } //析构函数 ~list() { clear(); delete _head; _head = nullptr; } //清空函数 void clear() { iterator it = begin(); while (it != end()) { erase(it++); } } //尾插 --- 右值引用尾插 void push_back(const T& x) { insert(end(), x); } void push_back(T&& x) { insert(end(), forward<T>(x)); } //头插 -- 右值引用头插 void push_front(const T& x) { insert(begin(), x); } void push_front(T&& x) { insert(begin(), forward<T>(x)); } //尾删 void pop_back() { erase(--end()); } //头删 void pop_front() { erase(begin()); } //插入函数 --- 右值引用插入 void insert(iterator pos, const T& x) { node* cur = pos._node; node* prev = cur->_prv; node* new_node = new node(x); prev->_next = new_node; new_node->_prv = prev; new_node->_next = cur; cur->_prv = new_node; } void insert(iterator pos, T&& x) { node* cur = pos._node; node* prev = cur->_prv; node* new_node = new node(forward<T>(x)); prev->_next = new_node; new_node->_prv = prev; new_node->_next = cur; cur->_prv = new_node; } //删除函数 iterator erase(iterator pos) { assert(pos != end()); node* prev = pos._node->_prv; node* next = pos._node->_next; prev->_next = next; next->_prv = prev; delete pos._node; return iterator(next); } private: node* _head; }; } - 1
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#pragma once #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include using namespace std; namespace ape { class string { public: //迭代器 typedef char* iterator; iterator begin() { return _str; } iterator end() { return _str + _size; } //构造函数 string(const char* str = "") :_size(strlen(str)) , _capacity(_size) { _str = new char[_capacity + 1]; strcpy(_str, str); } //交换内容 void swap(string& s) { ::swap(_str, s._str); ::swap(_size, s._size); ::swap(_capacity, s._capacity); } //拷贝构造 string(const string& s) :_str(nullptr) { cout << "string(const string& s) -- 左值深拷贝" << endl; string tmp(s._str); swap(tmp); } // 移动构造: 传过来的s[即 (s1 + '!')]是右值 //ape::string ret2 = (s1 + '!'); 右值拷贝 ret2.string( (s1 + '!') ); string(string&& s) :_str(nullptr) { cout << " string(string&& s) -- 右值移动拷贝" << endl; swap(s); //直接换过来 } // 赋值重载 string& operator=(const string& s) { cout << "string& operator=(string s) -- 深拷贝" << endl; string tmp(s); swap(tmp); return *this; } //析构函数 ~string() { delete[] _str; _str = nullptr; } //重载下标运算符[] char& operator[](size_t pos) { assert(pos < _size); return _str[pos]; } //扩容 void reserve(size_t n) { if (n > _capacity) { char* tmp = new char[n + 1]; strcpy(tmp, _str); delete[] _str; _str = tmp; _capacity = n; } } //尾插 void push_back(char ch) { if (_size >= _capacity) { size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2; reserve(newcapacity); } _str[_size] = ch; ++_size; _str[_size] = '\0'; } //+=运算符重载 string& operator+=(char ch) { push_back(ch); return *this; } //+号运算符重载 不改变this 返回新string string operator+(char ch) { cout << "operator+:"; string tmp(*this); tmp += ch; return tmp; } //c_str函数 const char* c_str() const { return _str; } private: char* _str; size_t _size; size_t _capacity; }; } - 1
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Test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include using namespace std; #include "List.h" #include "String.h" int main() { ape::list<ape::string> lt; ape::string s1("hello world"); lt.push_back(s1); lt.push_back(ape::string("hello world")); lt.push_back("hello world"); return 0; } - 1
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/LHRan_ran_/article/details/133823688