【C++】左值引用与右值引用

Love The Way You Lie 2023-09-23 22:29 153阅读 0赞

## 1.左值和右值 ##

左值和右值在C语言中可以简单的理解为：左值可以位于赋值运算符的左侧，右值则不能位于运算符左侧

a=5;//可以说a是左值的
    (a+b)=5;//错误的用法，(a+b)是右值的，不能位于"="的左侧

但是在C++中左值和右值就明显的复杂很多，C++中的左值和右值在《C++ primer》中这样归纳：当一个对象被用作右值的时候用的是对象的值(内容)，当一个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)。 简单说来就是左值可以被修改(可以取地址),而右值不能被修改(不能取地址)。

## 2.右值引用和左值引用 ##

C++中的引用有两种类型。一种是左值引用(&)另一张是右值引用(&&)。

### 2.1 左值引用 ###

左值引用简单说来就是给变量取了一个别名而已，对引用的操作也就是对原有变量的操作。左值引用“&”声名  
举例：

int i;
    int& j = i;
    cout << &i <<"  "<<&j<< endl;

上述代码中j是i的左值引用，对j的改变就是对i的改变，而且j和i的地址也是用一个地址。左值引用在声名时必须初始化。

值得一提的是如果一个函数返回的是左值引用，那么该函数可以被赋值，也就是说对于该函数的返回值，编译器会给其分配内存空间。  
举例：

int&  fun(int val)
    {
        
    	cout<<&val<<endl;
        return val;
    }
    int &a=fun(10);
    int &b= fun(11);
    cout << &a <<" "<<&b<<endl;

上述程序所输出的所有地址都将将是一样的，也就是说返回左值引用的函数，程序将会为其分配内存空间，而且这个内存空间并不是局部的。

对于左值引用的复合表达式应该特别小心，特别是和数组应用时：

int &arr[10];//表示arr是10个int&的数组。
    int (&arr)[10];//arr 是int[10]的引用
    **类似的还有指针**
    int *arr[10];//arr是10个int*的数组；
    int (*arr)[10];//arr是指向int[10]的指针；

### 2.2右值引用 ###

C++11中引入了新的特性–右值引用(&&)，右值引用一般是将其绑定到将要销毁的对象上，右值引用一般用于移动操作，简单说来就是进行快速赋值，不需要重新去开辟空间，或者右值引用充分使用了临时变量。  
右值引用的使用方式为：type&& var=expr  
其中type为数据类型，var为变量名，expr为右值表达式。  
例子：

int &&i=42;//正确，42为右值的
    int &&j=i;//错误，i为非右值的，不能绑定到j上。

右值引用多数是用于函数中传参数，但是对于有些左值的对象或者表达式我们可以调用std::move(var) 的来将其转换成右值引用。

右值引用场景：移动拷贝构造函数、移动赋值语句

右值引用的简单例子：

class Test {
        
    public:
       
        Test() {
        }
        Test(int *a)
        {
        
            arr = a;
        }
        //拷贝构造
        Test(Test &&t) {
        
            arr = t.arr;
            t.arr = nullptr;//将原来的的指针指向其他地方
        }
    
    
    
    	Test& operator=(Test&& t) noexcept
        {
        
            if (this != &t) {
        
    
                if (arr) {
        
                    delete[] arr;
                }
    
                arr = t.arr;
                t.arr = nullptr;
    
            }
            return *this;
        }
        ~Test() {
        
        
            if (arr)
            {
        
                delete[] arr;
                cout<<"调用析构"<<endl;
            }
        }
        void print()
        {
        
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
        
                cout << arr[i] << endl;
            }
        }
    private:
        int *arr;
    
    }

以上的代码中的拷贝构造函数并没有重新开辟内存空间，因为我们传入的参数是Test类的右值引用，通过右值引用将动态数组的控制权直接转交并没有什么问题，因为移动构造函数与拷贝构造不同，它并不是重新分配一块新的空间然后拷贝，而是从别处直接转交过来，将自己的指针指向别人的资源，然后将别人的指针修改为nullptr，这样可以提高时间效率，避免了数据的大量复制。

当一个类同时重载了拷贝构造函数和移动构造函数时，如果传入的参数书是右值的，一般会优先调用移动构造函数。