Modern C++ 学习笔记 —— 右值、移动篇

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Modern C++ 学习笔记 – 右值、移动篇

关键字：右值，移动，万能引用，完美转发

引入

先看如下代码：

class Solution {
   
public:
    bool registerMap(const Struct1 &lhs, const Struct2 &rhs)
    {
   
        return myMap.insert(make_pair<Struct1, Struct2>(lhs, rhs)).second; // C++ 98
    }
private:
    map<Struct1, Struct2> myMap;
};

上段代码中对make_pair的两个模板参数进行了显示定义，不依赖编译器进行模板的型别推导。在 C++98 的环境是可以编译通过的，但是在 C++11 或者更高版本缺无法通过编译，编译器会毫不犹豫得警告你不能这样玩：cannot convert 'lhs' (type 'const Struct1') to type 'Struct1&&'，具体原因可以通过看 make_pair 的标准库得知。

#if __cplusplus >= 201103L
  template<class _T1, class _T2>
    constexpr pair<_T1, _T2>
    make_pair(_T1&& __x, _T2&& __y)
    {
   
      return pair(std::forward<_T1>(__x), std::forward<_T2>(__y));
    }
#else
  template<class _T1, class _T2>
    inline pair<_T1, _T2>
    make_pair(_T1 __x, _T2 __y) {
    return pair<_T1, _T2>(__x, __y); }
#endif

上述标准库代码实际上进行了删减，但是不影响我们用来理解 C++高版本带来的变化。在 C++11 版本引入右值后，为适应各个型别在标准库中进行了万能引用的改造。在之前的例子中，对 make_pair 指定模板参数后，编译器会将其推导为如下的形式，自然在传入const Struct &时，编译器就会报错。

constexpr pair<Struct1, Struct2> make_pair(Struct1&& __x, Struct2&& __y)
    {
   
      return pair(std::forward<Struct1>(__x), std::forward<Struct2>(__y));
    }

右值和移动究竟解决了什么问题？

值类别

C++标准里面规定了下面这些值类别：

• 左值 lvalue是有标识符、可以取地址的表达式，通常有：变量\函数\数据成员的名字，返回左值引用的表达式（++x, x=1）,字符串字面量（“hello world”).字符串字面量之所以是左值，是因为它需要占用主存，是可以取地址的。而整数，字符等可以直接放在寄存器，不能取地址。cout << "hello world"s.size() << endl;
• 右值 rvalue表达式结束后不在存在的历史对象。进一步划分为纯右值和将亡值。
• 纯右值 prvalue是没有标识符、不可取地址的表达式，一般称为“临时对象”，通常有：返回非引用类型的表达式（x++, x+1），除字符串字面量之外的字面量（42、true）.
• 将亡值 xvalue值即将被销毁，却能够被移动的值，他有地址但是仅编译器能够操作，程序不可访问，资源可以服用。

int a = 3;
int setValue()
{
   
    a = 4; // 4 是字面量，是纯右值
    return a; // 执行结束后 a 成为将亡值
}
int main(void)
{
   
    int b = setValue(); // 右值赋值给左值
    int *p = &setValue(); // 纯右值没有地址
    1 + 4 = 5; // 右值无法在等号左边
    (b >