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

c++的左值，右值 精辟总结

当一个对象被用作右值的时候，使用的是对象的值（内容）；当对象被用作左值的时候，用的是对象的身份（在内存中的位置）左值右值，完美转发参考文档。

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引用类型，还可以获取绑定到左值上的右值引用，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<T>()与std::move()相区别的是，move()会无条件的将一个参数转换成右值，而forward()则会保留参数的左右值类型，可以使用std::forward实现完美转发。

移动语义解决了无用拷贝的问题：移动构造函数；

右值引用：函数的返回值。

int& 左值引用

int&& 右值引用

c++中无用拷贝的情况

 /*类里面 没有移动构造函数
 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

使用移动语义避免无用的拷贝

 /*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，避免在新的对象中把指针释放后，原来的对象中存在野指针的现象
         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");      //使用右值引用接收
     cout<<"rt1.arr "<<rt1.arr<<endl;
     
     cout<<"no rvalue--"<<endl;
     Test rt2 = createTest("normalVal");      //不使用右值引用接收，可以看到这里比使用右值引用接收 多了一次构造和析构（createTest中的临时对象）
     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

左值引用右值引用

 //左值引用和右值引用
 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当中调用relay，Test的临时对象作为一个右值传入relay，在relay当中又被转发给了func，那这时候转发
 给func的参数t也应当是一个右值。也就是说，我们希望：当relay的参数是右值的时候，func的参数也是右值；当
 relay的参数是左值的时候，func的参数也是左值。
 */
 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;
 ​
 }