C++右值引用
右值和左值
說到右值，先看一下什麼是右值，在C++中，一個值要麼是右值，要麼是左值。
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左值：是指表示式結束後依然存在的持久化物件
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右值：是指表示式結束時就不再存在的臨時物件
所有的具名變數或者物件都是左值，而右值不具名。
例如，常見的右值“abc"，123等都是右值。
右值引用用以引用一個右值，可以延長右值的生命期，比如：
int&& i = 123; //正確
int&& j = std::move(i); //正確
int&& k = i; //錯誤，i是一個左值，右值引用只能引用右值
可以通過下面的程式碼，更深入的體會左值引用和右值引用的區別：
int i;
int&& j = i++;
int&& k = ++i; //錯誤:Rvalue reference to type 'int' cannot bind to lvalue of type 'int'
int& m = i++; //錯誤:Non-const lvalue reference to type 'int' cannot bind to a temporary of type 'int'
int& l = ++i;
為什麼需要右值引用
C++引入右值引用之後，可以通過右值引用，充分使用臨時變數，減少不必要的拷貝，提高效率。如下程式碼，均會產生臨時變數：
class RValue
{
//...
};
RValue get() {
return RValue(); //臨時變數
}
為了充分利用右值的資源，減少不必要的拷貝，C++11引入了右值引用(&&)，移動建構函式，移動複製運算子以及std::move。
將上面的類定義補充完整：
#include <iostream> #include <string> using namespace std; struct RValue { RValue():sources("hello C++"){} RValue(RValue&& a) { sources = std::move(a.sources); cout<<"&& RValue"<<endl; } RValue(const RValue& a) { sources = a.sources; cout<<"& RValue"<<endl; } void operator=(const RValue&& a) { sources = std::move(a.sources); cout<<"&& ="<<endl; } void operator=(const RValue& a) { sources = a.sources; cout<<"& ="<<endl; } string sources; }; RValue get() { RValue a; return a; } void put(RValue){} int main() { RValue a = get(); return 0; }
不過，當執行的時候卻發現沒有任何輸出？
這是因為，編譯器做了優化，編譯的時候加上-fno-elide-constructors，去掉優化。再次執行輸出如下：
&& RValue
&& RValue
通過上面的程式碼，可以看出，在沒有加-fno-elide-constructors選項時，編譯器做了優化，沒有臨時變數的生成。在加了-fno-elide-constructors選項時，get函式產生了兩次臨時變數。
將get函式稍微修改一下：
RValue get()
{
RValue a;
return std::move(a);
}
首先先不加-fno-elide-constructors選項，執行如下：
&& RValue
加上-fno-elide-constructors選項，執行結果：
&& RValue
&& RValue
只是簡單的修改了一下，std::move(a)，在編譯器做了優化的情況下，用了std::move，反而多做了一次拷貝。
其實，RValue如果在沒有定義移動建構函式，重複上面的操作，生成臨時變數的次數還是一樣的，只不過，呼叫的是拷貝構造函數了而已。
通過get函式可以知道，亂用std::move在編譯器開啟建構函式優化的場景下反而增加了不必要的拷貝。那麼，std::move應該在什麼場景下使用？
std::move詳解
移動建構函式的原理
通過移動構造，b指向a的資源，a不再擁有資源，這裡的資源，可以是動態申請的記憶體，網路連結，開啟的檔案，也可以是本例中的string。這時候訪問a的行為時未定義的，比如，如果資源是動態記憶體，a被移動之後，再次訪問a的資源，根據移動建構函式的定義，可能是空指標，如果是資源上文的string，移動之後，a的資源為空字串（string被移動之後，為空字串）。
可以通過下面程式碼驗證，修改main函式：
int main() {
RValue a, b;
RValue a1 = std::move(a);
cout << "a.sources:" << a.sources << endl;
cout << "a1.sources:" << a1.sources << endl;
RValue b1(b);
cout << "b.sources:" << b.sources << endl;
cout << "b1.sources:" << b1.sources << endl;
return 0;
}
執行結果如下：
&& RValue
a.sources:
a1.sources:hello C++
& RValue
b.sources:hello C++
b1.sources:hello C++
通過移動建構函式之後，a的資源為空，b指向了a的資源。通過拷貝建構函式，b複製了a的資源。
std::move的原理
std::move的定義：
template<typename _Tp>
constexpr typename std::remove_reference<_Tp>::type&&
move(_Tp&& __t) noexcept
{ return static_cast<typename std::remove_reference<_Tp>::type&&>(__t); }
這裡，T&&是通用引用，需要注意和右值引用（比如int&&）區分。通過move定義可以看出，move並沒有”移動“什麼內容，只是將傳入的值轉換為右值，此外沒有其他動作。std::move+移動建構函式或者移動賦值運算子，才能充分起到減少不必要拷貝的意義。
std::move使用場景
在之前的專案中看到有的同事到處使用std::move，好像覺得使用了std::move就能移動資源，提升效能一樣，在我看來，std::move主要使用在以下場景：
使用前提如下：
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定義的類使用了資源並定義了移動建構函式和移動賦值運算子
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該變數即將不再使用
RValue a, b;
//對a,b做一系列操作之後，不再使用a,b，但需要儲存到智慧指標或者容器之中
unique_ptr<RValue> up(new RValue(std::move(a)));
vector<RValue*> vr;
vr.push_back(new RValue(std::move(b)));
//臨時容器中儲存的大量的元素需要複製到目標容器之中
vector<RValue> vrs_temp;
vrs_temp.push_back(RValue());
vrs_temp.push_back(RValue());
vrs_temp.push_back(RValue());
vector<RValue> vrs(std::move(vrs_temp));
在沒有右值引用之前，為了使用臨時變數，通常定義const的左值引用，比如const string&，在有了右值引用之後，為了使用右值語義，不要把引數定義為常量左值引用。否則，傳遞右值時呼叫的是拷貝建構函式。
void put(const RValue& c){
cout<<"----------"<<endl;
unique_ptr<RValue> up(new RValue(std::move(c)));
cout<<"----------"<<endl;
}
int main() {
RValue c;
put(std::move(c));
return 0;
}
執行結果：
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& RValue
----------
不使用左值常量引用：
void put(RValue c)
{
cout<<"----------"<<endl;
unique_ptr<RValue> up(new RValue(std::move(c)));
cout<<"----------"<<endl;
}
int main() {
RValue c;
put(std::move(c));
return 0;
}
執行結果
&& RValue
----------
&& RValue
----------
這是因為，根據通用引用的定義，std::move(c)過程中，模板引數被推倒為const RValue&，因此，呼叫拷貝建構函式。