一、左值引用和右值引用
什么是左值？什么是左值引用？
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修饰符号的左值，不能给它赋值，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()
{
// 以下的p、b、c、*p都是左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = 2;
// 以下几个是对上面左值的左值引用
int*& rp = p;
int& rb = b;
const int& rc = c;
int& pp = *p;
return 0;
}什么是右值？什么是右值引用？
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。
int main()
{
double x = 1.1, y = 2.2;
// 以下几个都是常见的右值
10;
x + y;
fmin(x, y);
// 以下几个都是对右值的右值引用
int&& rr1 = 10;
double&& rr2 = x + y;
double&& rr3 = fmin(x, y);
// 这里编译会报错，因为左操作数必须是左值
10 = 1;
x + y = 1;
fmin(x, y) = 1;
return 0;
}二、左值引用和右值引用比较
左值引用总结
- 左值引用只能引用左值，不能引用右值
- 但是const左值引用既可以引用左值，也可以引用右值
int main()
{
// 左值引用只能引用左值，不能引用右值
int a = 10;
int& ra1 = a; // ra1为a的别名
int& ra2 = 10; // 编译失败，因为10是右值
// const左值引用既可以是左值，也可以是右值
const int& ra3 = 10;
const int& ra4 = a;
return 0;
}右值引用总结
- 右值引用只能引用右值，不能引用左值
- 但是右值引用可以move以后的左值
int main()
{
// 右值引用只能引用右值，不能引用左值
int&& r1 = 10;
int a = 10;
int&& r2 = a; // 编译报错，无法将左值绑定到右值引用
int&& r3 = move(a); // 右值引用可以引用move以后的左值
return 0;
}三、右值引用使用场景和意义
前面我们可以看到左值引用既可以引用左值又可以引用右值，那为什么C++11还要提出右值引用呢？下面我们来看看左值引用的短板，右值引用是如何补齐这个短板的~
namespace H
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
string(const char* str = " ")
:_size(strlen(str))
, _capacity(_size)
{
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
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) -- 深拷贝" << endl;
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
// 赋值重载
string& operator=(const string& s)
{
cout << "string& operator=(const string& s) -- 深拷贝" << endl;
string tmp(s);
swap(tmp);
return *this;
}
// 移动构造
string(string&& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl;
swap(s);
}
// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{
cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl;
swap(s);
return *this;
}
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
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';
}
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
}左值引用的使用场景
做参数和做返回值都可以提高效率
void func1(H::string s)
{}
void func2(const H::string& s)
{}
int main()
{
H::string s1("hello world");
// func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝，提高效率的使用场景和价值
func1(s1);
func2(s1);
// string operator+=(char ch) 传值返回存在深拷贝
// string& operator+=(char ch) 传左值引用没有拷贝提高了效率
s1 += '!';
return 0;
}左值引用的短板
但是当函数返回对象是一个局部变量，出了函数作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回。
namespace H
{
H::string to_string(int value)
{
bool flag = true;
if (value < 0)
{
flag = false;
value = 0 - value;
}
H::string str;
while (value > 0)
{
int x = value % 10;
value /= 10;
str += ('0' + x);
}
if (flag == false)
{
str += '-';
}
std::reverse(str.begin(), str.end());
return str;
}
}
int main()
{
// 在H::string to_string(int value)函数中可以看到，这里
// 只能使用传值返回，传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。
H::string ret1 = H::to_string(1234);
H::string ret2 = H::to_string(-1234);
return 0;
}右值引用和移动语义解决上述问题
在H::string中增加移动构造，移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来，占为己有，那么就不用做深拷贝了，所以它叫做移动构造，就是窃取别人的资源来构造自己。
// 移动构造
string(string&& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl;
swap(s);
}再运行上面H::to_string的两个调用，我们会发现，这里没有调用深拷贝的拷贝构造，而是调用了移动构造，移动构造中没有新开空间，拷贝数据，所以效率提高了。
不仅仅有移动构造，还有移动赋值
在H::string类中增加移动赋值函数，再去调用H::to_string(1234)，不过这次是将H:：to_string(1234)返回的右值对象赋值给ret1对象，这时调用的是移动构造。
// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{
cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl;
swap(s);
return *this;
}
int main()
{
H::string ret1;
ret1 = H::to_string(1234);
return 0;
}这里运行后，我们看到调用了一次移动构造和一次移动赋值。因为如果是用一个已经存在的对象接收，编译器就没办法优化了。H::to_string函数中会先用str生成构造生成一个临时对象，但是我们可以看到，编译器很聪明的在这里把str识别成了右值，调用了移动构造。然后在把这个临时对象做为H::to_string函数调用的返回值赋值给ret1，这里调用的移动赋值。
