c++的左值(lvalue)，右值(rvalue)，移动语意(move)，完美转发(forward)

c++的左值，右值 精辟总结

当一个物件被用作右值的时候，使用的是物件的值（内容）；当物件被用作左值的时候，用的是物件的身份（在存储器中的位置）左值右值，完美转发参考档案，

左值持久，右值短暂；move：显示地将一个左值转换为对应右值的参考型别，还可以获取系结到左值上的右值参考，int&& rr3 = std::move(rrl); 使用move就意味着除了对rrl赋值或销毁它外，我们不再使用它，

std::forward()与std::move()相区别的是，move()会无条件的将一个自变量转换成右值，而forward()则会保留自变量的左右值型别，可以使用std::forward实作完美转发，

移动语意解决了无用拷贝的问题：移动建构式；

右值参考：函式的回传值，

int& 左值参考

int&& 右值参考

c++中无用拷贝的情况

/*类里面 没有移动建构式
这样就会使用 copy construct function，会导致大量无用的 memory copy，
*/
class Test {  
public:
    string desc; 
    int * arr{nullptr};
    Test():arr(new int[5000]{1,2,3,4}) { 
        cout << "default constructor" << endl;
    }
    Test(const Test & t) {
        cout << "copy constructor" << endl;
        if (arr == nullptr) arr = new int[5000];
        copy(t.arr,t.arr+5000, arr);
    }
    ~Test(){
        cout << "destructor " << desc << endl;
        delete [] arr;
    }
};

Test createTest() {
    return Test();
}

int main(){

    Test reusable;
    reusable.desc = "reusable";
    Test duplicated(reusable);
    duplicated.desc = "duplicated";

    Test t(createTest());
    t.desc = "t";

    cout<<"end"<<endl;
}

运行结果

default constructor
copy constructor
default constructor
end
destructor t
destructor duplicated
destructor reusable

使用移动语意避免无用的拷贝

/*使用移动 construct function，避免无用的memory copy，
*/

class Test {   
    public:
    string desc;
    int * arr{nullptr};
    Test():arr(new int[5000]{1,2,3,4}) { 
        cout << "__default constructor" << endl;
    }
    Test(const Test & t) {
        cout << "__copy constructor" << endl;
        if (arr == nullptr) arr = new int[5000]; //在这里要将 t.arr 置为空，因为经过move之后，我们认为不在使用这个值了，避免在新的物件中把指标释放后，原来的物件中存在野指标的现象
        copy(t.arr,t.arr+5000, arr);
    }
    Test(Test && t): arr(t.arr) {
        cout << "__move constructor" << endl;
        t.arr = nullptr;
    }
    ~Test(){
        cout << "..destructor " << desc << endl;
        delete [] arr;
    }
};

Test createTest(string str) {
    Test rt;
    rt.desc = str;
    cout<<"createTest:"<<&rt<<endl;
    return rt;
}

void main(){
    Test reusable;
    reusable.desc = "reusable";
    cout<<"reusable.arr "<<reusable.arr<<endl;
    
    Test duplicated(std::move(reusable));
    duplicated.desc = "duplicated";
    cout<<"reusable.arr "<<reusable.arr<<endl;
    cout<<"duplicated.arr "<<duplicated.arr<<endl;

    cout<<"rvalue--"<<endl;
    Test&& rt1 = createTest("rval");      //使用右值参考接收
    cout<<"rt1.arr "<<rt1.arr<<endl;
    
    cout<<"no rvalue--"<<endl;
    Test rt2 = createTest("normalVal");      //不使用右值参考接收，可以看到这里比使用右值参考接收 多了一次构造和析构（createTest中的临时物件）
    cout<<"createTest:"<<&rt2<<endl;        //尴尬，其实这里编译器已经做了优化了，可以看到第地址一样
    cout<<"rt2.arr "<<rt2.arr<<endl;

    cout<<"end"<<endl;
}

输出结果

__default constructor
reusable.arr 0x56521b946e70
__move constructor
reusable.arr 0
duplicated.arr 0x56521b946e70
rvalue--
__default constructor
createTest:0x7ffd092ea390
rt1.arr 0x56521b94c0b0
no rvalue--
__default constructor
createTest:0x7ffd092ea3c0
createTest:0x7ffd092ea3c0
rt2.arr 0x56521b950ee0
end
..destructor normalVal
..destructor rval
..destructor duplicated
..destructor reusable

左值参考右值参考

//左值参考和右值参考
void foo(const int & i) { cout << "const int & " << i << endl; }
void foo(int & i) {  cout << "int & " << i << endl; }
void foo(int && i) { cout << "int && " << i << endl; }
void foo(const int && i) { cout << "const int && " << i << endl; }
void main(){
    int i = 2;
    foo(i);
    foo(2);
    foo([]()->const int && {return 2;}());
}

完美转发

/*在main当中呼叫relay，Test的临时物件作为一个右值传入relay，在relay当中又被转发给了func，那这时候转发
给func的自变量t也应当是一个右值，也就是说，我们希望：当relay的自变量是右值的时候，func的自变量也是右值；当
relay的自变量是左值的时候，func的自变量也是左值，
*/
class Test {   
    public:
    int * arr{nullptr};
    Test():arr(new int[5000]{1,2,3,4}) { 
        cout << "default constructor" << endl;
    }
    Test(const Test & t) {
        cout << "copy constructor" << endl;
        if (arr == nullptr) arr = new int[5000];
        copy(t.arr,t.arr+5000, arr);
    }
    Test(Test && t): arr(t.arr) {
        cout << "move constructor" << endl;
        t.arr = nullptr;
    }
    ~Test(){
        cout << "destructor" << endl;
        delete [] arr;
    }
};

template <typename T>
void func(T t) {
    cout << "in func" << endl;
}

template <typename T>
void relay(T&& t) {
    cout << "in relay" << endl;
    func(t);
}
//完美转发
template <typename T>
void relay1(T&& t) {
    cout << "in relay " << endl;
    func(std::forward<T>(t));
}

void main() {
    // relay(Test());
    // cout<<"end"<<endl;

    relay1(Test());
    cout<<"end"<<endl;

}

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