【C++】C++11的新特性 --- 右值引用与移动语义

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假如生活欺骗了你不要悲伤，不要心急！忧郁的日子里须要镇静相信吧快乐的日子将会来临 -- 普希金《假如生活欺骗了你》

C++11的新特性

1 左值与右值
2 左值引用和右值引用
3 引用的意义
4 移动语义
- 4.1 移动构造与移动赋值
- 4.2 区分现代写法与移动语义
- 4.3 实践中落实移动语义
- 5 万能引用和完美转发
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- 下一篇文章见！！！
  1 左值与右值
  
  C++中，一个表达式不是右值就是左值。C语言中：左值可以位于赋值对象的左边，右值则不能。在C++中就没有这么简单了。在C++中的左右值可以通过是否可以取地址来区分：
  1. 左值表示一个占据内存中可识别位置的一个对象，有可能是一个表达式。更进一步地，可以对左值取地址
  2. 右值即不能进行取地址的值或表达式。包括常量，加减乘除等表达式，临时对象。
  PS:左值和右值在内存中都是有地址的，只有左值可以取地址！
  
  左值包括变量名，解引用的指针的等。下面是比较经典的左值，他们都可以进行取地址操作！
  注意左值引用和右值引用都是左值
```
	int a = 1;
	int* p = &a;
	int** pp = &p;
	const int b = 2;
```
  右值一般是常量，表达式，临时变量 ,对于一个常量肯定是无法取地址的！
```
&10;
&(1 + 1);
&string("111");
```
  当一个对象被作为右值进行使用时，用的是对象的值（内容）；用做左值时，实际使用的是对象的身份（在内存中的位置）
  
  2 左值引用和右值引用
  
  左值引用就是对左值进行取别名：
```
	int a = 1;    		int& ra = a;
	int* p = &a;		int*& rp = p
```
  右值引用就是对右值进行取别名：
```
int&& rra = (1 + 1);
string&& rrb = string("111");
string&& rrb = to_string(111);
```
  左值引用不可以给右值取别名，但是const左值引用可以
```
const int& ra = 10;
const string& rb = string("111");
```
  右值引用不可以对左值取别名，但是可以给move后的左值取别名.move也是C++11新加入的特性，我们后面讲。
  
  3 引用的意义
  
  在之前，我们使用引用的目的是什么？是为了减少拷贝，提高性能。
```
void func1(const string& s);//传引用参数
string& func2(const string& s);//传引用返回
```
  但是，引用返回也会出现一些问题，比如一个函数返回临时变量的引用，这时就会出错。临时变量的生命周期只在func2函数，func2函数返回一个临时变量的引用,在函数执行结束，临时变量就会进行销毁！右值引用也无法解决生命周期的问题！
  
  那右值引用的意义在哪里呢？？？
  我们来看一个情景：(bit::string是自己写的string类，方便看效果)
```
bit::string ret1 = bit::to_string(1234);
```
  这个会进行几次深拷贝？
  按理来说，应该会会进行两次拷贝构造，首先拷贝构造临时变量，然后ret1在拷贝构造。但是编译器进行了一个优化，实际上只进行了一次拷贝构造。
  
  当我们把这个表达式分开写，就不会进行优化了,没有办法合二为一
```
bit::string ret1;
ret1 = to_string(1234);
```
  这两种情况的拷贝的代价都挺大，有没有一种简单的解决办法来避免进行深拷贝？
  这里可不能使用左值引用，因为临时变量在该行函数结束就销毁，在主函数里会直接挂掉！使用右值引用会直接报语法错误，因为在to_string中返回值是一个左值，左值是不能被右值引用的！
  如果将该左值进行move()他就可以被右值引用。
```
bit::string&& to_string(int val)
{
	bit::string str;
	//...
	//处理
	//...
	return move(str);
}
```
  这样运行依旧会挂掉，因为右值引用也是别名，**无法解决生命周期的问题！**这里左值引用和右值引用是没有区别的！
  栈桢图是这样的：
  编译器优化后会只进行一次拷贝构造ret1，但还是进行了深拷贝！
  
  所以这个深拷贝的问题无法通过左值引用或者右值引用来解决！所以就有了移动语义！
  
  4 移动语义
  
  4.1 移动构造与移动赋值
  
  C++11中就加入了一个针对右值引用的拷贝构造 — 移动构造！
  
  PS:左值引用是拷贝构造，右值引用是移动构造！— 构成函数重载
```
//拷贝构造 --- const 左值可以接收左值和右值
string(const string& s) :
	_str(new char[s._capacity + 1])
	,_size(0)
	,_capacity(0)
{
	cout 
	cout 
	swap(s);//直接将亡值的替换就可以
}

	string s1("1111111111111111111");
	string s2 = s1;
	string s3 = move(s1);
}

public:
    vector
        vector
            vv[i].resize(i + 1);
            if(i == 0) {
                vv[i][0] = 1;
            }
            else if(i == 1){
                vv[i][0] = vv[i][1] = 1;
            }
            else{
                vv[i][0] =  vv[i][i] = 1;
                for(int j = 1 ;j _next = node;
			next->_prev = node;
			_size++;
		}
		//....
		ListNode(T&& x ) :
			_next(nullptr),
			_prev(nullptr),
			_data(move(x))
		{}
```
  这样经过每一层的move保证了每次传递的都是右值：
  我们就得到了想要的结果！！！
  
  PS:对于内置类型或者Data来中，左值和右值是没有区别的，他们不会涉及到深拷贝的问题！使用涉及深拷贝的自定义类型才会涉及移动构造和移动赋值！
  
  5 万能引用和完美转发
  
  这里在介绍一个新语法：完美转发。它也可以上述做到move的效果，甚至更好！我们最好是使用完美转发！
```
template
void PerfectForward(T&& t)
{
	Fun(t);
}
int main()
{
	PerfectForward(10); // 右值
	int a;
	PerfectForward(a); // 左值
	PerfectForward(std::move(a)); // 右值
	const int b = 8;
	PerfectForward(b); // const 左值
	PerfectForward(std::move(b)); // const 右值
	return 0;
}
```
  上面的PerfectForward(T&& t)被叫做万能引用（引用折叠），虽然看上去是一个右值引用，但是他可以随机应变：传左值就是左值引用，穿右值就是右值引用。我们验证一下
  
  可以看到，不是对应匹配的。因为还是那个原因：左值引用和右值引用都是左值！！！而引用折叠虽然会帮助我们实例化出：
```
void PerfectForward(int&& t)
{
	Fun((int&&)t);
}
void PerfectForward(int& t)
{
	Fun((int&)t);
}
void PerfectForward(const int&& t)
{
	Fun((const int&&)t);
}
void PerfectForward(const int& t)
{
	Fun((const int&)t);
}
```
  但是由于右值引用是左值，所以根本调用不到右值版本！！！
  所以这里如果使用move，行不行呢？我们试试：
  
  move也无法解决这个问题，因为加上move之后，所以实例化的函数也都带有了func(move(t)),所有的都变成了右值，而我们想要的是该左值就是左值，该右值就是右值，所以就有了完美转发 — std::forward(t)
```
template
void PerfectForward(T&& t)
{
	func(forward(t));
}
```
  完美解决：
  完美转发就做到了：**完美转发在传参的过程中保留对象原生类型属性!**完美转发是在函数模版里面帮助辅助传参的！
  - 实参传左值，就推导成左值引用
  - 实参传右值，就推导成右值引用
    完美转发本质上类似进行了一次强转！可以简单的这样理解：
```
template
void PerfectForward(T&& t)
{
	func((T&&)t);
}
```
    上面的list也可以将move该成完美转发了！
    
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