左值引用与右值引用

Posted 2023-03-15 Lachlan_Yang

左值引用和右值引用的区别？右值引用的意义

• 左值引用是对左值的引用，右值引用是对右值的引用

  • 左值右值的概念

    • 左值：可以在等号左边，能够取地址，并且具备名字的（左值可以放在右边，只要能够放在等号左边就是左值）（const左值引用能指引右值，局限是不能修改这个值）

      • int i = 0;//运行流程是i+1之后被赋值10
        ++i = 10; //表达式的结果是左值引用，指向 i 的内存地址
        

      • (i=9) = 100;//(i=9)可以做为做值，能够取到地址，且具备名字
        (i+=10) = 1000;//(i+=10)可以作为左值
        

      • 解引用（操作符是* 例如：*ptr。解引用是指将指针转换为实际值或对象的过程。）也可以作为左值

         int* ptr = new int(10);
         *ptr = 20; // 解引用作为左值
        

    • 右值：只能在等号右边，不能够取地址，不具备名字的（关键是如何区分右值）（右值指的是不具备“可修改状态”的表达式）

      • 纯右值：字面值

        int getValue() return 10;
        int main() int a = getValue();  // 右值赋值到左值
           			 return 0;
        ---------------------------------------------------
        void myFunction(int&& value) // do something
        int main() myFunction(getValue());  // 右值作为函数参数
            		return 0;    
        //在上述代码中，myFunction()函数的参数类型为int&&，表示该参数为右值引用类型，可以接受值作为参数。
        
        

        • int i = 10，这个10是纯右值

        • 返回非引用类型的函数调用

        • 后置自增/自减

          • int x = 10;
            int y = x++; // x 先赋值给 y，再进行自增
            //这里的 x++ 表示先将 x 的值赋给 y，然后再将 x 自增,由于自增操作返回的是自增前的值，因此 x++ 是一个右值
            //举个反例子int y = ++x;
            //其中++x是一个左值引用    
            

      • 将亡值：c++11引入的一个与右值引用（移动语义:移动语义是指通过移动资源的所有权而不是复制资源，来提高代码性能的C++语言特性）相关的值类型

      • std::vector<int> createVector() 
        	std::vector<int> v = 1, 2, 3;
            return v;
        int main() 
            std::vector<int> v2 = createVector(); // 这里会调用移动构造函数
            return 0;
        //在createVector()函数中，我们创建了一个std::vector<int>类型的局部变量v，并在函数结束时将其返回。由于返回值是一个临时变量，这个临时变量在调用函数结束时就会被销毁。因此，在将其返回时，编译器会自动使用移动构造函数将其转换为一个将亡值，以便在函数调用结束时将其移动到调用方的变量v2中。
        

        • 用将亡值来触发移动构造注1/移动赋值构造并进行资源转移，之后将调用析构函数注2

    • 左值右值的区别

• 左值引用

  • 避免对象的拷贝，可以直接使用内容
  • const左值引用能指引右值，局限是不能修改这个值
  • 声明出来的左值引用或者右值引用都是左值

• 右值引用

  • 意义：
    • 实现移动语义
    • 实现完美转发
  • 通过std::move()实现指向左值

• 一个小问题：左值引用是对左值的引用，右值引用是对右值的引用？

声明出来的左值引用或者右值引用都是左值，左值引用是对左值的引用，右值的引用是对右值的引用，两者都是引用，声明出来的变量都是左值，比如说int &a和int &&a中的a都是左值。const左值引用可以指向右值，const int &a就可以引用右值，但是不能修改这个值，因此需要右值引用解决这个问题右值引用也可以指向左值，可以通过move函数指向这个左值。

---

注1移动构造函数

​ 移动构造是一种特殊的构造函数，用于将一个对象的资源（比如内存）转移到另一个对象，同时避免不必要的内存拷贝，从而提高程序性能。通常情况下，移动构造函数会接受一个将亡值（即将被销毁的对象），并将其资源转移到一个新的对象中，然后将将亡值的指针置为null，避免其析构函数再次释放资源。

class MyString 
public:
    // 构造函数
    MyString(const char* str) 
        std::size_t size = std::strlen(str) + 1;
        data_ = new char[size];
        std::strcpy(data_, str);
    

    // 移动构造函数
    MyString(MyString&& other) 
        data_ = other.data_;
        other.data_ = nullptr;
    

    // 析构函数
    ~MyString() 
        delete[] data_;
    

private:
    char* data_;
;

//在使用该类的过程中，可能会发生对象的拷贝，如下所示：
MyString s1("Hello");
MyString s2(s1); // 拷贝构造
//这时候，由于 s1 和 s2 都有自己的数据存储，因此需要进行数据的复制，这样就浪费了一部分时间和内存空间。而如果使用移动构造函数，则可以直接将 s1 的数据指针 data_ 赋给 s2，避免了数据的复制：
MyString s1("Hello");
MyString s2(std::move(s1)); // 移动构造
//在移动构造的过程中，由于 s1 的数据指针 data_ 已经被转移给了 s2，因此 s1 的析构函数就不再需要删除 data_ 了，避免了重复删除已经被释放的内存空间。

构造函数：

​ 构造函数是一种特殊的成员函数，用于创建和初始化对象。当定义一个对象时，构造函数会自动调用来初始化对象的数据成员。

class MyClass 
public:
    int x;
    // 构造函数
    MyClass(int val) 
        x = val;
        std::cout << "MyClass object is created with x = " << x << std::endl;
    
;
int main() 
    MyClass obj(10); // 使用构造函数创建对象

    return 0;


//在上面的示例中，MyClass 类有一个带有一个整数参数的构造函数，用于初始化类中的数据成员 x。在 main 函数中，我们创建了一个名为 obj 的 MyClass 类型的对象，并将值 10 传递给构造函数。,这表明构造函数被成功调用，并使用传递的值 10 初始化了 x 数据成员。

构造函数的作用可以总结为以下几点：

1. 初始化对象的成员变量，确保对象在创建后的初始状态是正确的。
2. 分配内存或资源，并对其进行初始化，如动态分配内存、打开文件、连接网络等。
3. 对象创建时执行一些必要的操作，如日志记录、统计等。
4. 可以提供默认参数，方便用户使用。

注2

​ 析构函数的作用是在对象被销毁时自动执行清理操作，如释放对象所占用的内存等。当一个对象的生命周期结束时，C++编译器会自动调用其析构函数。

class MyClass 
public:
    MyClass() 
        std::cout << "MyClass constructor called" << std::endl;
    

    ~MyClass() 
        std::cout << "MyClass destructor called" << std::endl;
    
;

int main() 
    MyClass myObj;
    return 0;

//在上述代码中，我们定义了一个名为MyClass的类，其中包含了一个构造函数和一个析构函数。在main函数中，我们创建了一个MyClass对象myObj，并在程序结束时销毁它。由于MyClass包含了一个析构函数，因此在myObj被销毁时，其析构函数会自动被调用，输出一条提示信息。