右值和右值引用【C++】

左值引用和右值引用简单介绍

左值：

左值是一个表示数据的表达式
它最主要的特点就是：
①可以取地址
②生命周期比较长，最短都是局部变量的生命周期
③可以出现在=左边，即可以被修改

然后把地址给引用或者指针，就可以通过引用或者指针改变这个左值

左值引用就是给左值取别名
左值可以出现在=的左右两边

右值：

右值也是一个表示数据的表达式
[右值一般都是临时性的东西，是用临时的空间存储的临时变量，匿名对象等]
例

右值最主要的特点就是：
①不能取地址
②生命周期很短，一般就一行
③不可以出现在=左边，即不能被修改

右值引用就是给右值取别名
右值只能出现在=的右边

左值引用，引用右值

右值引用，引用左值

move本质就是强制类型转换
[move不会改变它的（）里面的参数的类型，只是它的返回值是右值类型的而已]

为什么强制类型转换之后，右值引用就可以引用左值了呢？

这是因为底层[汇编层次]里面是没有左值和右值的区别的
底层里面甚至都没有变量名这些用合法标识符定义名称这个概念，变量名都是给人看的，机器不用看也看不懂
只有地址和这个地址对应的空间，只需要从这些空间里面取值
右值只是在语法层面上不可以取地址
因为右值也开了空间，开了空间这个空间就有自己对应的地址
底层实现的时候是肯定可以取地址的，不然就拿不到里面的值了

左值引用和右值引用，底层实现的时候是没有区别的
都是开一个4（8）字节大小空间存储引用的变量的地址
在使用引用的语法的时候，编译器自动帮我们解引用

所以我们只要在语法层面通过了编译器的检查
右值引用指能引用右值，那就把左值的类型强制类型转换成右值类型

通过了之后左值引用和右值引用底层实现因为是一样的，所以就没有问题了

右值引用的作用

就是减少深拷贝
一般体现在在移动构造和是移动赋值上
即：
调用移动构造/移动赋值时
①如果是内置类型最简单的就是浅拷贝了，没法再优化了
②如果是自定义类型，那就再调用它的移动构造呗
③如果是申请的资源（堆区资源等）此时就直接交换它们指向资源的指针就可以了
所以移动构造/移动赋值可以减少深拷贝

举个例子理解移动构造和移动赋值的作用：

如果一个函数的返回值是string的对象，而且是传值返回，函数外面有一个对象接收这个函数的返回值

此时
语法上：
①函数结束之前，先用要返回的string对象拷贝构造出一个临时对象
②函数调用结束之后，再用临时对象拷贝构造出函数外接收它的目标对象

编译器优化之后：
函数调用结束之前，直接使用要返回的对象拷贝构造出接收它的目标对象

所以即使编译器再怎么优化，也最少还需要一次深拷贝，才能完成返回并接收返回值

此时就可以使用
用右值引用写出来的移动构造

移动构造

一般都移动构造就是：
就是用swap去抢临时对象（右值）的资源

为什么可以直接swap抢夺返回值的资源呢？
因为返回对象的时候构造的对象是右值，是临时对象，只要出了函数的作用域就一定会销毁

既然他一定会销毁
那为什么还要花时间拷贝他的资源，直接用swap抢过来（交换资源指针的指向）就可以了

即：
有了移动构造之后：

移动赋值：

移动赋值的实现：也是用swap去抢临时对象（右值）的资源

为什么不是浅拷贝右值，必须swap？
因为：
如果浅拷贝的话，右值里的成员指针还指向他的资源，右值析构的时候就会把资源释放掉
这个时候不仅没有抢夺资源成功，还会野指针
只有swap了，右值里面的成员指针，就指向了我不要的资源，或者指了空

所以
①如果外面接收返回值的对象是已经创建了的对象，这个时候就调用移动赋值

②如果是创建一个对象去接收传值返回的返回值，就调用移动构造

所以有了移动构造和移动赋值之后
就可以放心大胆地使用传值返回了， 因为swap的代价非常低，是O（1）

右值引用的作用还体现在插入push，insert等传进去的参数会在函数体中被深拷贝或者传值传参等
即只要有深拷贝的地方就有用

例

上图的push_back也能根据传入的是左值还是右值，调用不同的重载

插入s1的时候为什么会深拷贝？
因为插入的底层实现，是把对象的拷贝插进去，不是把对象本体插进去

但是如果是临时对象的话，因为他的生命周期只有一行（句），所以直接把他的资源抢走也没问题

右值引用的属性

右值就是右值
但是右值引用是左值
为什么右值引用是左值？
右值不仅不可以取地址，它还有一个特性是不能被修改[即前面提到的临时变量具有常属性]
因为
①右值引用可以出现在=的左边
所以右值引用要是可以修改的
而且swap使用的是就是右值引用，如果右值引用不能修改，那就没有办法修改右值中资源指针的指向，就没办法抢夺右值的资源了

注意：
swap没有右值引用的版本，因为不需要，写了反而可能误操作
一般情况下是不会把右值传给swap的，因为右值的设定就是不能修改
移动构造/移动赋值也是把右值引用传给swap，右值引用也是左值
右值引用是左值，所以移动构造/移动赋值时调用swap的时候，传给swap的就是左值

②右值引用生命周期比较长
③右值引用可以取地址

所以
右值引用作为函数参数传递的时候，它是作为左值传递过去的，编译器匹配也是匹配左值对应的函数

例
如果调用的是

list<string> a;
a.push_back（"xxxxx"）;

这个时候他调用的确实是下图第2个参数是右值引用的push_back，因为他传入的"xxxx"会被编译器自动优化为右值

但再下一层就不一样了
因为接收右值的x是右值引用
所以x是左值
所以push back里面传给insert的x是左值

所以他这个时候匹配的insert是上图第一个，左值引用对应的重载

所以如果要让push_back里面调用到的insert匹配到的是右值引用的重载，传参的时候就得把右值引用先变成右值
就得用一下的两种方法中的一个
①move一下，即push_back（move（x））

②完美转发一下，即push_back（forward（x））

万能引用

语法：

template<class  T1，class T2，……>
返回值  函数名（T1&&，T2&&，……）
{
函数体
}

例

注意：
函数模板里面的&&，不是表示右值引用，而是万能引用
即如果传进来的参数的类型是
①左值，就T&&就实例化成对应的左值引用

②右值，就T&&就实例化成对应的右值引用

但其实这个时候还有一个问题：
如果这个函数模板还要调用其他的函数（函数模板）的时候，传参怎么传？

就像上图中的
如果函数模板还要调用fun
这个时候我们期望函数模板要做到的是
①如果传进来的是左值，那么传给fun的也应该是左值

②如果传进来的是右值，那么传给fun就应该是右值

此时就有一个问题
右值传给函数模板之后，右值引用接收了右值
但右值引用本身是左值
此时如果直接把右值引用传给fun，就相当于是传给了它左值，这于我们的期望不符

这个时候就要使用完美转发了
例

完美转发

forward（）
forward是一个函数模板

作用：
①传给他一个右值引用，forward就返回右值引用，引用的右值

②传给他一个左值引用，forward就返回左值引用，引用的左值