右值引用

2014-08-28

概念

右值

首先，右值一般是指不能被改变的值。

右值引用语法符号

左值的语法符号为T& t，右值的语法符号是T&& t。下面的函数定义接受的参数就是右值：

void process_value(int& i) { 
  std::cout << "LValue processed: " << i << std::endl; 
 }  

 void process_value(int&& i) { 
  std::cout << "RValue processed: " << i << std::endl; 
 }  

 void forward_value(int&& i) { 
  process_value(i); // i在这里又变成了一个左值。
 }  

 int main() { 
  int a = 0; 
  process_value(a); 
  process_value(1); 
  forward_value(2); 
 }

运行结果 :

 LValue processed: 0 
 RValue processed: 1 
 LValue processed: 2

转移语义

转移语义是和拷贝语义相对应的。转移语义可以将资源（堆等）从一个对象转移到另一个对象，从而减少不必要的临时对象的创建、拷贝、销毁，提高性能。

以下面的简单的String例子来说：

 class MyString { 
 private: 
  char* _data; 
  size_t   _len; 
  void _init_data(const char *s) { 
    _data = new char[_len+1]; 
    memcpy(_data, s, _len); 
    _data[_len] = '\0'; 
  } 
 public: 
  MyString() { 
    _data = NULL; 
    _len = 0; 
  }     

  MyString(const char* p) { 
    _len = strlen (p); 
    _init_data(p); 
  }     

  MyString(const MyString& str) { 
    _len = str._len; 
    _init_data(str._data); 
    std::cout << "Copy Constructor is called! source: " << str._data << std::endl; 
  }     

  MyString& operator=(const MyString& str) { 
    if (this != &str) { 
      _len = str._len; 
      _init_data(str._data); 
    } 
    std::cout << "Copy Assignment is called! source: " << str._data << std::endl; 
    return *this; 
  }     

  virtual ~MyString() { 
    if (_data) free(_data); 
  } 
 };     

 int main() { 
  MyString a; 
  a = MyString("Hello"); // @1
  std::vector<MyString> vec; 
  vec.push_back(MyString("World")); //@2 
 }

运行结果：

Copy Assignment is called! source: Hello 
Copy Constructor is called! source: World

运行结果说明，在@1和@2两处地方，发生了资源的拷贝，而这种拷贝是没有必要的（因为拷贝的源是右值，这个拷贝结束后，那个右值就会被析构了）。所以这个时候如果定义了右值拷贝构造/右值赋值操作符，且在其中直接复用源右值的内存，就可以减少开销：

MyString(MyString&& str) { 
    std::cout << "Move Constructor is called! source: " << str._data << std::endl; 
    _len = str._len; 
    _data = str._data; 
    str._len = 0; 
    str._data = NULL; 
}

MyString& operator=(MyString&& str) { 
    std::cout << "Move Assignment is called! source: " << str._data << std::endl; 
    if (this != &str) { 
        _len = str._len; 
        _data = str._data; 
        str._len = 0; 
        str._data = NULL; 
    } 
    return *this; 
}

重新运行结果：

Move Assignment is called! source: Hello 
Move Constructor is called! source: World

std::move

这个操作符将左值转化为右值。下面是使用这个操作符实现的swap：

template <class T> swap(T& a, T& b) 
{ 
    T tmp(std::move(a)); // move a to tmp 
    a = std::move(b);    // move b to a 
    b = std::move(tmp);  // move tmp to b 
}

Perfect Forwarding

参见：精确传递

示例

总结