左值与右值

判别：

左值：用来存储数据的变量，有实际的内存地址，表达式结束后任然存在。
右值：匿名的临时变量，表达式结束时被销毁，不能存放数据，可以被修改或者不修改；字面常量也是右值。

int x = 10;
int* p = &++x;  // 正确，前置++返回左值
int* q = &x++;  // 错误，后置++返回临时对象

左值引用就是普通的引用，下面介绍右值引用：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int x = 1;int&& r = x++;cout << r << endl;   // 1cout << x << endl;   // 2x = 10;cout << r << endl;   // 1return 0;
}

引用了临时的右值对象，相当于延长了生命周期。

std::move()移动

转移语义，使用的std::move()进行转移对象，把一个对象（左值）转移成匿名的右值。它的意义在于减少不必要的拷贝操作，提高程序性能。本质上，std::move是使得对象的所有权发生了转移，给出代码实例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>int main() {std::string str = "Hello";std::vector<std::string> v;// 这里是对str的一个拷贝，拷贝了字符串的副本到vector中v.push_back(str);   std::cout << "After copy, str is \"" << str << "\"\n";// 这里是直接把str内容转移到vector中，没发生任何拷贝// 原来的左值被转移后，str又成为了空串v.push_back(std::move(str)); std::cout << "After move, str is \"" << str << "\"\n";std::cout << "The contents of the vector are \"" << v[0] \<< "\", \"" << v[1] << "\"\n";return 0;
}
/*
代码输出：
After copy, str is "Hello"
After move, str is ""
The contents of the vector are "Hello", "Hello"
*/

上述代码解决了一个效率问题，每次不用拷贝一遍字符串到vector中，而是直接使用原来的字符串。注意到，容器的本身不能存储元素的引用，这在处理复杂对象的时候，会进行大量的拷贝，浪费时间和内存；但是，借助于std::move可以直接把左值对象的值进行转移，从而省去大量的复制步骤！

对于自定义的对象，需要显示的说明转移构造函数，代码实例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>class Node {public:// 默认无参数构造函数Node() {std::cout << "default construction" << std::endl;a = 0;str = "";p = nullptr;}//  普通的拷贝函数Node(const Node& node) {std::cout << "copy construction" << std::endl;a = node.a;str = node.str;p = node.p;}// 移动构造函数，注意不能声明为const ！！！ 为确保安全，声明为不抛出异常的，// 移动失败后直接退出程序，否则有悬空指针是非常危险的。Node(Node&& node) noexcept {std::cout << "move construction" << std::endl;a = std::move(node.a);str = std::move(node.str); // 注意使用move提高效率，string类型是可以直接move的p = node.p;node.p = nullptr;  // 置空原来的指针}// 析构函数~Node() {std::cout << "deconstruction" << std::endl;a = 0;str.clear();if(!p) {delete p;p = nullptr;}}int a;int* p;std::string str;
};int main() {Node n; // 正常的默认构造函数n.str = "hello world !";n.a = 10;n.p = new int(10);Node n1(n);                // 这里执行拷贝操作std::vector<Node>vec;vec.push_back(std::move(n1)); // 这里执行move操作std::cout << "n.str= " << n.str << std::endl;std::cout << "n1.str= " << n1.str << std::endl;std::cout << "vec.str= " << vec[0].str << std::endl;return 0;
}
/*
输出结果：
default construction
copy construction
move construction
n.str= hello world !
n1.str=
vec.str= hello world !
deconstruction
deconstruction
deconstruction
*/

说明一点，std::move完成后，原来的左值不会立刻析构，而是正常流程的结束并析构。

std::forward完美转发

C++的std::forward完美转发，在函数模板中，完全依照模板的参数的类型，将参数传递给函数模板中调用的另外一个函数。如果传入的参数是不是左值引用，那么返回一个参数右值的引用；如果参数是左值引用，那么返回左值的引用。

转换到右值引用使用std::move，其余情况使用完美转发。

完美转发的一般用途：

template<typename T>
void IamForwording(T t) {IrunCodeActually(t);
}

上面的代码模板说明，IamForwording函数的用途只是把模板参数t传入进来，而IrunCodeActually是真正执行的函数，该函数希望原封不动传递前者传入参数的类型。

为了处理各种参数的匹配关系，C++引入了参数折叠规则，给出编译推断的策略：

T& + & => T&
T&& + & => T&
T& + && => T&
T&& + && => T&&

+左侧是函数形参表示的形式，+右侧是实际传入参数的形式，=>后表示实际推断的形式。

虽然组合方式很多，但是有一个规律：只有形参和传入的参数同时是右值时，才会推断成右值引用；否则一律是左值。

因此，引入std::forward来解决这个问题。

template <class T> T&& forward (typename remove_reference<T>::type& arg) noexcept;
template <class T> T&& forward (typename remove_reference<T>::type&& arg) noexcept;

函数的返回值是：如果arg是左值，就返回左值；否则一律返回右值。

给出一个简单的例子：

给出C++参考的实例测试：

#include <utility>
#include <iostream>void overloaded(const int& x) {std::cout << "lvalue\n";
}void overloaded(int&& x) {std::cout << "rvalue\n";
}template<typename T>
void fn(T&& x) {overloaded(x);overloaded(std::forward<T>(x));
}int main() {int a;std::cout << "calling fn with lvalue:\n";fn(a);std::cout << "calling fn with rvalue:\n";fn(0);return 0;
}
/*
输出结果：
calling fn with lvalue:
lvalue
lvalue
calling fn with rvalue:
lvalue
rvalue
*/

从结果可以看出，使用了std::forward的函数参数才能原封不动的传递原来数据的类型。这样可以根据参数的类型，自动的进行不同的重载。

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