【C/C++】C++11 Move, Forward

左值与右值

Lvalue：可以出现在 operator= 左边的

Rvalue：只能出现在operator= 右边的

int a = 1;
int a = b;
a = b;
a = a + b;
a + b = a;    // error，a + b 是右值

string s1 = "hello";
string s2 = "world";
s1 + s2 = s1;         // ok
string() = "world"    // ok

注意，虽然 string 等许多容器的临时对象可以被赋值，但编译器见到临时对象会认为它是右值！

int foo() { return 3; }
...
int x = foo();     // ok
int y = &foo();    // error
foo() = 3;         // error

简单地说，能取到地址的（在内存中，而不是在寄存器中）就是右值，其余都是左值。

 

Rvalue Reference 右值引用

当赋值操作的右边是右值（rvalue），左边的对象不需要特意分配内存去存放这个拷贝（copy），而可以搬移（move）右边对象的资源。

用于解决不必要的拷贝和实现完美转发（perfect forwarding）。

 

Move Semantics 移动语义

move 相当于 浅拷贝 + 打断原指针，原来的对象无法再使用。

 

STL 许多地方使用到了右值引用和 move 语义，如 vector 中的 insert() 函数

iterator insert(const_iterator pos, const value_type& x);
iterator insert(const_iterator pos, const value_type&& x)    // 接受右值引用
{ return emplace(pos, std::move(x)); }    // 将左值变量放到std::move()中，就取得了它的右值引用

 

Perfect Forwading 完美转发

一个 Unperfect Forwarding 不完美转发的例子

void process(int& i) {
    cout << "process(int&): " << i << endl;
}

void process(int&& i) {
    cout << "process(int&&): " << i << endl;
}

void forward(int&& i) {
    cout << "forward(int&&): " << i << ", ";
    process(i);
}

int main() {
    int a = 0;
    process(a);         // process(int&): 0 
    process(1);         // process(int&&): 1
    process(move(a));   // process(int&&): 0
    forward(2);         // forward(int&&): 2, process(int&): 2
                        // Rvalue经由forward()传给另一个函数却变为Lvalue
                        // 原因是传递过程中它变成了named object
    forward(move(a));   // forward(int&&): 0, process(int&): 0
//  forward(a);         // error, cannot bind 'int' lvalue to 'int&&'
    return 0;
}

 这时需要使用 std::forward<T>()，保留参数的左/右值特性。

void forward(int&& i) {
    cout << "forward(int&&): " << i << ", ";
    process(std::forward<int>(i));
}

int main() {
    int a = 0;
    forward(2);         // forward(int&&): 2, process(int&&): 2
    forward(move(a));   // forward(int&&): 0, process(int&&): 0
    return 0;
}