C++ 11右值引用的理解

C++ 11中引入的一個(gè)非常重要的概念就是右值引用。理解右值引用是學(xué)習(xí)“移動(dòng)語(yǔ)義”（move semantics）的基礎(chǔ)。而要理解右值引用，就必須先區(qū)分左值與右值。

對(duì)左值和右值的一個(gè)最常見(jiàn)的誤解是：等號(hào)左邊的就是左值，等號(hào)右邊的就是右值。左值和右值都是針對(duì)表達(dá)式而言的，左值是指表達(dá)式結(jié)束后依然存在的持久對(duì)象，右值是指表達(dá)式結(jié)束時(shí)就不再存在的臨時(shí)對(duì)象。一個(gè)區(qū)分左值與右值的便捷方法是：看能不能對(duì)表達(dá)式取地址，如果能，則為左值，否則為右值。下面給出一些例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

int a = 10

int b = 20

int *pFlag = &a;

vector<int> vctTemp;

vctTemp.push_back(1);

string str1 = "hello "

string str2 = "world"

const int &m = 1

請(qǐng)問(wèn)，a，b, a+b, a++, ++a, pFlag, *pFlag, vctTemp[0], 100, string("hello"), str1, str1+str2, m分別是左值還是右值？

a和b都是持久對(duì)象（可以對(duì)其取地址），是左值；

a+b是臨時(shí)對(duì)象（不可以對(duì)其取地址），是右值；

a++是先取出持久對(duì)象a的一份拷貝，再使持久對(duì)象a的值加1，最后返回那份拷貝，而那份拷貝是臨時(shí)對(duì)象（不可以對(duì)其取地址），故其是右值；

++a則是使持久對(duì)象a的值加1，并返回那個(gè)持久對(duì)象a本身（可以對(duì)其取地址），故其是左值；

pFlag和*pFlag都是持久對(duì)象（可以對(duì)其取地址），是左值；

vctTemp[0]調(diào)用了重載的[]操作符，而[]操作符返回的是一個(gè)int &，為持久對(duì)象（可以對(duì)其取地址），是左值；

100和string("hello")是臨時(shí)對(duì)象（不可以對(duì)其取地址），是右值；

str1是持久對(duì)象（可以對(duì)其取地址），是左值；

str1+str2是調(diào)用了+操作符，而+操作符返回的是一個(gè)string（不可以對(duì)其取地址），故其為右值；

m是一個(gè)常量引用，引用到一個(gè)右值，但引用本身是一個(gè)持久對(duì)象（可以對(duì)其取地址），為左值。

區(qū)分清楚了左值與右值，我們?cè)賮?lái)看看左值引用。左值引用根據(jù)其修飾符的不同，可以分為非常量左值引用和常量左值引用。

非常量左值引用只能綁定到非常量左值，不能綁定到常量左值、非常量右值和常量右值。如果允許綁定到常量左值和常量右值，則非常量左值引用可以用于修改常量左值和常量右值，這明顯違反了其常量的含義。如果允許綁定到非常量右值，則會(huì)導(dǎo)致非常危險(xiǎn)的情況出現(xiàn)，因?yàn)榉浅Ａ坑抑凳且粋�(gè)臨時(shí)對(duì)象，非常量左值引用可能會(huì)使用一個(gè)已經(jīng)被銷(xiāo)毀了的臨時(shí)對(duì)象。

常量左值引用可以綁定到所有類(lèi)型的值，包括非常量左值、常量左值、非常量右值和常量右值。

可以看出，使用左值引用時(shí)，我們無(wú)法區(qū)分出綁定的是否是非常量右值的情況。那么，為什么要對(duì)非常量右值進(jìn)行區(qū)分呢，區(qū)分出來(lái)了又有什么好處呢？這就牽涉到C++中一個(gè)著名的性能問(wèn)題——拷貝臨時(shí)對(duì)象。考慮下面的代碼：

vector<int> GetAllScores()

{

vector<int> vctTemp;

vctTemp.push_back(90);

vctTemp.push_back(95);

return vctTemp;

}

當(dāng)使用vector<int> vctScore = GetAllScores()進(jìn)行初始化時(shí)，實(shí)際上調(diào)用了三次構(gòu)造函數(shù)。盡管有些編譯器可以采用RVO（Return Value Optimization）來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，但優(yōu)化工作只在某些特定條件下才能進(jìn)行。可以看到，上面很普通的一個(gè)函數(shù)調(diào)用，由于存在臨時(shí)對(duì)象的拷貝，導(dǎo)致了額外的兩次拷貝構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的開(kāi)銷(xiāo)。當(dāng)然，我們也可以修改函數(shù)的形式為void GetAllScores(vector<int> &vctScore)，但這并不一定就是我們需要的形式。另外，考慮下面字符串的連接操作：

string s1("hello");

string s = s1 + "a" + "b" + "c" + "d" + "e"

在對(duì)s進(jìn)行初始化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的臨時(shí)對(duì)象，并涉及到大量字符串的拷貝操作，這顯然會(huì)影響程序的效率和性能。怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？如果我們能確定某個(gè)值是一個(gè)非常量右值（或者是一個(gè)以后不會(huì)再使用的左值），則我們?cè)谶M(jìn)行臨時(shí)對(duì)象的拷貝時(shí)，可以不用拷貝實(shí)際的數(shù)據(jù)，而只是“竊取”指向?qū)嶋H數(shù)據(jù)的指針（類(lèi)似于STL中的auto_ptr，會(huì)轉(zhuǎn)移所有權(quán)）。C++ 11中引入的右值引用正好可用于標(biāo)識(shí)一個(gè)非常量右值。C++ 11中用&表示左值引用，用&&表示右值引用，如：

int &&a = 10

右值引用根據(jù)其修飾符的不同，也可以分為非常量右值引用和常量右值引用。

非常量右值引用只能綁定到非常量右值，不能綁定到非常量左值、常量左值和常量右值（VS2010 beta版中可以綁定到非常量左值和常量左值，但正式版中為了安全起見(jiàn)，已不允許）。如果允許綁定到非常量左值，則可能會(huì)錯(cuò)誤地竊取一個(gè)持久對(duì)象的數(shù)據(jù)，而這是非常危險(xiǎn)的；如果允許綁定到常量左值和常量右值，則非常量右值引用可以用于修改常量左值和常量右值，這明顯違反了其常量的含義。

常量右值引用可以綁定到非常量右值和常量右值，不能綁定到非常量左值和常量左值（理由同上）。

有了右值引用的概念，我們就可以用它來(lái)實(shí)現(xiàn)下面的CMyString類(lèi)。

class CMyString

{

public:

// 構(gòu)造函數(shù)

CMyString(const char *pszSrc = NULL)

{

cout << "CMyString(const char *pszSrc = NULL)" << endl;

if (pszSrc == NULL)

{

m_pData = new char[1];

*m_pData = '

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