指表达式结束后依然存在的持久对象。可以取地址,可以通过内置(不包含重载) & 来获取地址,我们可以将一个右值赋给左值。
表达式结束就不再存在的临时对象。不可取地址,不可以通过内置(不包含重载) & 来获取地址。由于右值不可取地址,因此我们不能将任何值赋给右值。
使用 = 进行赋值时,= 的左边必须为左值,右值只能出现在 = 的右边。
程序示例:
// x 是左值,666 为右值
int x = 666; // ok
int *y = x; // ok
int *z = &666 // error
666 = x; // error
int a = 9; // a 为左值
int b = 4; // b 为左值
int c = a + b // c 为左值 , a + b 为右值
a + b = 42; // error
函数返回值即可以是左值,也可以是右值:
int setValue()
{
return 6;
}
int global = 100;
int& setGlobal()
{
return global;
}
setValue() = 3; // error!
setGlobal() = 400; // OK
引用的定义在之前的章节中已经介绍过。
左值引用可以区分为常量左值引用和非常量左值引用。左值引用的底层实现是指针实现。
非常量左值引用只能绑定到非常量左值,不能绑定到常量左值和右值。如果绑定到非常量右值,就有可能指向一个已经被销毁的对象。
常量左值引用能绑定到非常量左值,常量左值和右值;
int y = 10;
int& yref = y; // ok
int& xref = 10; // error, 非常量左值引用绑定右值
const &xref = 10; // ok, 常量左值引用绑定右值
int a = 10;
int b = 20;
int& zref = a + b // error, a + b为右值
int &aref1 = a; //ok, 非常量左值引用绑定非常量左值
const int &aRef2 = a; //ok, 常量左值引用绑定非常量左值
const int c = 4;
int &cref1 = c; // error,非常量左值不能绑定常量右值
const int &cref2 = c; //ok, 常量左值引用绑定常量左值
const int &ref2 = a + b; //ok, 常量左值引用绑定到右值(表达式)
如果函数的形参定义为非常量的左值引用,则会出现错误,因为此时我们将一个左值引用绑定到右值上:
void fnc(int& x)
{
}
int main()
{
fnc(10); // error!
}
如果函数的形参定义为常量的左值引用,则可以正常运行,因为此时我们将一个常量左值引用绑定到一个右值上:
void fnc(const int& x)
{
}
int main()
{
int x = 10;
fnc(x); // ok!
fnc(10); // ok!
}
右值引用 (Rvalue Referene) 是 C++ 11 中引入的新特性 , 它实现了转移语义 (Move Sementics)和精确传递 (Perfect Forwarding),&& 作为右值引用的声明符。右值引用必须绑定到右值的引用,通过 && 获得。右值引用只能绑定到一个将要销毁的对象上,因此可以自由地移动其资源。
从实践角度讲,它能够完美解决 C++ 中长久以来为人所诟病的临时对象效率问题。从语言本身讲,它健全了 C++ 中的引用类型在左值右值方面的缺陷。从库设计者的角度讲,它给库设计者又带来了一把利器。从使用者的角度来看,可以获得效率的提升,避免对象在传递过程中重复创建。
右值引用两个主要功能:
1.消除两个对象交互时不必要的对象拷贝,节省运算存储资源,提高效率。
2.能够更简洁明确地定义泛型函数。
#include <iostream>
using namespace std;
int g_val = 10;
void ProcessValue(int &i) { // 左值引用
cout << "lValue processed: " << i << endl;
}
void ProcessValue(int &&i) { // 右值引用
cout << "rValue processed: " << i << endl;
}
int GetValue() { // 返回右值
return 3;
}
int& getVal() { // 返回左值引用
return g_val;
}
int main() {
int a = 0;
int b = 1;
int &alRef = a; // 左值引用
int &&rRef1 = 1; // 临时对象是右值
int &&rRef2 = GetValue(); // 调用的函数为右值
ProcessValue(a); // 左值
ProcessValue(getVal()); // 左值引用
ProcessValue(1); // 临时对象是右值
ProcessValue(GetValue()); // 调用的函数为右值
ProcessValue(a+b); // 表达式为右值
return 0;
}
/*
lValue processed: 0
lValue processed: 10
rValue processed: 1
rValue processed: 3
rValue processed: 1
*/
有了右值引用后,函数调用可以写为如下,此时我们用右值引用绑定到右值上:
void fnc(int&& x)
{
}
int main()
{
int x = 10;
fnc(x); // error, 右值引用不能绑定到左值上
fnc(10); // ok!
}
左值转换成右值:
左值转换为右值
我们可以通过 std::move 可以将一个左值强制转化为右值,继而可以通过右值引用使用该值,以用于移动语义,从而完成将资源的所有权进行转移。
#include <iostream>
using namespace std;
void fun(int& tmp)
{
cout << "fun lvalue bind:" << tmp << endl;
}
void fun(int&& tmp)
{
cout << "fun rvalue bind:" << tmp << endl;
}
void fun1(int& tmp)
{
cout << "fun1 lvalue bind:" << tmp << endl;
}
int main()
{
int var = 11;
fun(12); // 右值引用
fun(var); // 左值引用
fun(std::move(var)); // 使用std::move转为右值引用
fun(static_cast<int&&>(var)); // 使用static_cast转为右值引用
fun((int&&)var); // 使用C风格强转为右值引用
fun(std::forward<int&&>(var)); // 使用std::forwad<T&&>为右值引用
fun1(12); // error
return 0;
}
/*
fun rvalue bind:12
fun lvalue bind:11
fun rvalue bind:11
fun rvalue bind:11
fun rvalue bind:11
fun rvalue bind:11
*/
通过类型别名或者通过模板参数间接定义,多重引用最终折叠成左值引用或者右值引用。有两种引用(左值和右值),所以就有四种可能的引用+引用的组合(左值 + 左值,左值 + 右值,右值 + 左值,右值 + 右值)。如果引用的引用出现在允许的语境,该双重引用会折叠成单个引用,规则如下:
所有的右值引用叠加到右值引用上仍然还是一个右值引用;T&& && 折叠成 T&&
所有的其他引用类型之间的叠加都将变成左值引用。T& &&,T&& &, T&& 折叠成 T&。
#include <iostream>
using namespace std;
typedef int& lref;
typedef int&& rref;
void fun(int&& tmp)
{
cout << "fun rvalue bind:" << tmp << endl;
}
void fun(int& tmp)
{
cout << "fun lvalue bind:" << tmp << endl;
}
int main()
{
int n = 11;
fun((lref&)n);
fun((lref&&)n);
fun((rref&)n);
fun((rref&&)n);
return 0;
}
/*
fun lvalue bind:11
fun lvalue bind:11
fun lvalue bind:11
fun rvalue bind:11
*/
在模板中 T&& t 在发生自动类型推断的时候,它是未定的引用类型(universal references),它既可以接受一个左值又可以接受一个右值。如果被一个左值初始化,它就是一个左值;如果它被一个右值初始化,它就是一个右值,它是左值还是右值取决于它的初始化。
template<typename T>
void f(T&& param);
template<typename T>
class Test {
Test(Test&& rhs);
};
对于函数 templatevoid f(T&& t),当参数为右值 10 的时候,根据 universal references 的特点,t 被一个右值初始化,那么 t 就是右值;当参数为左值 x 时,t 被一个左值引用初始化,那么 t 就是一个左值。
上面的例子中,param 是 universal reference,rhs 是 Test&& 右值引用,因为模版函数 f 发生了类型推断,而 Test&& 并没有发生类型推导,因为 Test&& 是确定的类型了。正是因为右值引用可能是左值也可能是右值,依赖于初始化,我们可以利用这一点来实现移动语义和完美转发。
参考资料:
链接:https://leetcode.cn/leetbook/read/cmian-shi-tu-po/vd00s1/
来源:力扣(LeetCode)
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