[c++11]我理解的右值引用、移動語義和完美轉(zhuǎn)發(fā)

c++中引入了右值引用移動語義,可以避免無謂的復制,提高程序性能。有點難理解,于是花時間整理一下自己的理解。

左值、右值

C++中所有的值都必然屬于左值、右值二者之一。左值是指表達式結(jié)束后依然存在的持久化對象,右值是指表達式結(jié)束時就不再存在的臨時對象。所有的具名變量或者對象都是左值,而右值不具名。很難得到左值和右值的真正定義,但是有一個可以區(qū)分左值和右值的便捷方法:看能不能對表達式取地址,如果能,則為左值,否則為右值

看見書上又將右值分為將亡值和純右值。純右值就是c++98標準中右值的概念,如非引用返回的函數(shù)返回的臨時變量值;一些運算表達式,如1+2產(chǎn)生的臨時變量;不跟對象關聯(lián)的字面量值,如2,'c',true,"hello";這些值都不能夠被取地址。

而將亡值則是c++11新增的和右值引用相關的表達式,這樣的表達式通常時將要移動的對象、T&&函數(shù)返回值、std::move()函數(shù)的返回值等,

不懂將亡值和純右值的區(qū)別其實沒關系,統(tǒng)一看作右值即可,不影響使用。

示例:

int i=0;// i是左值, 0是右值

class A {
  public:
    int a;
};
A getTemp()
{
    return A();
}
A a = getTemp();   // a是左值  getTemp()的返回值是右值(臨時變量)

左值引用、右值引用

c++98中的引用很常見了,就是給變量取了個別名,在c++11中,因為增加了右值引用(rvalue reference)的概念,所以c++98中的引用都稱為了左值引用(lvalue reference)

int a = 10; 
int& refA = a; // refA是a的別名, 修改refA就是修改a, a是左值,左移是左值引用

int& b = 1; //編譯錯誤! 1是右值,不能夠使用左值引用

c++11中的右值引用使用的符號是&&,如

int&& a = 1; //實質(zhì)上就是將不具名(匿名)變量取了個別名
int b = 1;
int && c = b; //編譯錯誤! 不能將一個左值復制給一個右值引用
class A {
  public:
    int a;
};
A getTemp()
{
    return A();
}
A && a = getTemp();   //getTemp()的返回值是右值(臨時變量)

getTemp()返回的右值本來在表達式語句結(jié)束后,其生命也就該終結(jié)了(因為是臨時變量),而通過右值引用,該右值又重獲新生,其生命期將與右值引用類型變量a的生命期一樣,只要a還活著,該右值臨時變量將會一直存活下去。實際上就是給那個臨時變量取了個名字。

注意:這里a類型是右值引用類型(int &&),但是如果從左值和右值的角度區(qū)分它,它實際上是個左值。因為可以對它取地址,而且它還有名字,是一個已經(jīng)命名的右值。

所以,左值引用只能綁定左值,右值引用只能綁定右值,如果綁定的不對,編譯就會失敗。但是,常量左值引用卻是個奇葩,它可以算是一個“萬能”的引用類型,它可以綁定非常量左值、常量左值、右值,而且在綁定右值的時候,常量左值引用還可以像右值引用一樣將右值的生命期延長,缺點是,只能讀不能改。

const int & a = 1; //常量左值引用綁定 右值, 不會報錯

class A {
  public:
    int a;
};
A getTemp()
{
    return A();
}
const A & a = getTemp();   //不會報錯 而 A& a 會報錯

事實上,很多情況下我們用來常量左值引用的這個功能卻沒有意識到,如下面的例子:

#include <iostream>
using namespace std;

class Copyable {
public:
    Copyable(){}
    Copyable(const Copyable &o) {
        cout << "Copied" << endl;
    }
};
Copyable ReturnRvalue() {
    return Copyable(); //返回一個臨時對象
}
void AcceptVal(Copyable a) {

}
void AcceptRef(const Copyable& a) {

}

int main() {
    cout << "pass by value: " << endl;
    AcceptVal(ReturnRvalue()); // 應該調(diào)用兩次拷貝構造函數(shù)
    cout << "pass by reference: " << endl;
    AcceptRef(ReturnRvalue()); //應該只調(diào)用一次拷貝構造函數(shù)
}

當我敲完上面的例子并運行后,發(fā)現(xiàn)結(jié)果和我想象的完全不一樣!期望AcceptVal(ReturnRvalue())需要調(diào)用兩次拷貝構造函數(shù),一次在ReturnRvalue()函數(shù)中,構造好了Copyable對象,返回的時候會調(diào)用拷貝構造函數(shù)生成一個臨時對象,在調(diào)用AcceptVal()時,又會將這個對象拷貝給函數(shù)的局部變量a,一共調(diào)用了兩次拷貝構造函數(shù)。而AcceptRef()的不同在于形參是常量左值引用,它能夠接收一個右值,而且不需要拷貝。

而實際的結(jié)果是,不管哪種方式,一次拷貝構造函數(shù)都沒有調(diào)用!

這是由于編譯器默認開啟了返回值優(yōu)化(RVO/NRVO, RVO, Return Value Optimization 返回值優(yōu)化,或者NRVO, Named Return Value Optimization)。編譯器很聰明,發(fā)現(xiàn)在ReturnRvalue內(nèi)部生成了一個對象,返回之后還需要生成一個臨時對象調(diào)用拷貝構造函數(shù),很麻煩,所以直接優(yōu)化成了1個對象對象,避免拷貝,而這個臨時變量又被賦值給了函數(shù)的形參,還是沒必要,所以最后這三個變量都用一個變量替代了,不需要調(diào)用拷貝構造函數(shù)。

雖然各大廠家的編譯器都已經(jīng)都有了這個優(yōu)化,但是這并不是c++標準規(guī)定的,而且不是所有的返回值都能夠被優(yōu)化,而這篇文章的主要講的右值引用移動語義可以解決編譯器無法解決的問題。

為了更好的觀察結(jié)果,可以在編譯的時候加上-fno-elide-constructors選項(關閉返回值優(yōu)化)。

// g++ test.cpp -o test -fno-elide-constructors
pass by value: 
Copied
Copied //可以看到確實調(diào)用了兩次拷貝構造函數(shù)
pass by reference: 
Copied

上面這個例子本意是想說明常量左值引用能夠綁定一個右值,可以減少一次拷貝(使用非常量的左值引用會編譯失?。?,但是順便講到了編譯器的返回值優(yōu)化。。編譯器還是干了很多事情的,很有用,但不能過于依賴,因為你也不確定它什么時候優(yōu)化了什么時候沒優(yōu)化。

總結(jié)一下,其中T是一個具體類型:

  1. 左值引用, 使用 T&, 只能綁定左值
  2. 右值引用, 使用 T&&, 只能綁定右值
  3. 常量左值, 使用 const T&, 既可以綁定左值又可以綁定右值
  4. 已命名的右值引用,編譯器會認為是個左值
  5. 編譯器有返回值優(yōu)化,但不要過于依賴

移動構造和移動賦值

回顧一下如何用c++實現(xiàn)一個字符串類MyStringMyString內(nèi)部管理一個C語言的char *數(shù)組,這個時候一般都需要實現(xiàn)拷貝構造函數(shù)和拷貝賦值函數(shù),因為默認的拷貝是淺拷貝,而指針這種資源不能共享,不然一個析構了,另一個也就完蛋了。

具體代碼如下:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std;

class MyString
{
public:
    static size_t CCtor; //統(tǒng)計調(diào)用拷貝構造函數(shù)的次數(shù)
//    static size_t CCtor; //統(tǒng)計調(diào)用拷貝構造函數(shù)的次數(shù)
public:
    // 構造函數(shù)
   MyString(const char* cstr=0){
       if (cstr) {
          m_data = new char[strlen(cstr)+1];
          strcpy(m_data, cstr);
       }
       else {
          m_data = new char[1];
          *m_data = '\0';
       }
   }

   // 拷貝構造函數(shù)
   MyString(const MyString& str) {
       CCtor ++;
       m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];
       strcpy(m_data, str.m_data);
   }
   // 拷貝賦值函數(shù) =號重載
   MyString& operator=(const MyString& str){
       if (this == &str) // 避免自我賦值!!
          return *this;

       delete[] m_data;
       m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];
       strcpy(m_data, str.m_data);
       return *this;
   }

   ~MyString() {
       delete[] m_data;
   }

   char* get_c_str() const { return m_data; }
private:
   char* m_data;
};
size_t MyString::CCtor = 0;

int main()
{
    vector<MyString> vecStr;
    vecStr.reserve(1000); //先分配好1000個空間,不這么做,調(diào)用的次數(shù)可能遠大于1000
    for(int i=0;i<1000;i++){
        vecStr.push_back(MyString("hello"));
    }
    cout << MyString::CCtor << endl;
}

代碼看起來挺不錯,卻發(fā)現(xiàn)執(zhí)行了1000次拷貝構造函數(shù),如果MyString("hello")構造出來的字符串本來就很長,構造一遍就很耗時了,最后卻還要拷貝一遍,而MyString("hello")只是臨時對象,拷貝完就沒什么用了,這就造成了沒有意義的資源申請和釋放操作,如果能夠直接使用臨時對象已經(jīng)申請的資源,既能節(jié)省資源,又能節(jié)省資源申請和釋放的時間。而C++11新增加的移動語義就能夠做到這一點。

要實現(xiàn)移動語義就必須增加兩個函數(shù):移動構造函數(shù)和移動賦值構造函數(shù)。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std;

class MyString
{
public:
    static size_t CCtor; //統(tǒng)計調(diào)用拷貝構造函數(shù)的次數(shù)
    static size_t MCtor; //統(tǒng)計調(diào)用移動構造函數(shù)的次數(shù)
    static size_t CAsgn; //統(tǒng)計調(diào)用拷貝賦值函數(shù)的次數(shù)
    static size_t MAsgn; //統(tǒng)計調(diào)用移動賦值函數(shù)的次數(shù)

public:
    // 構造函數(shù)
   MyString(const char* cstr=0){
       if (cstr) {
          m_data = new char[strlen(cstr)+1];
          strcpy(m_data, cstr);
       }
       else {
          m_data = new char[1];
          *m_data = '\0';
       }
   }

   // 拷貝構造函數(shù)
   MyString(const MyString& str) {
       CCtor ++;
       m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];
       strcpy(m_data, str.m_data);
   }
   // 移動構造函數(shù)
   MyString(MyString&& str) noexcept
       :m_data(str.m_data) {
       MCtor ++;
       str.m_data = nullptr; //不再指向之前的資源了
   }

   // 拷貝賦值函數(shù) =號重載
   MyString& operator=(const MyString& str){
       CAsgn ++;
       if (this == &str) // 避免自我賦值!!
          return *this;

       delete[] m_data;
       m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];
       strcpy(m_data, str.m_data);
       return *this;
   }

   // 移動賦值函數(shù) =號重載
   MyString& operator=(MyString&& str) noexcept{
       MAsgn ++;
       if (this == &str) // 避免自我賦值!!
          return *this;

       delete[] m_data;
       m_data = str.m_data;
       str.m_data = nullptr; //不再指向之前的資源了
       return *this;
   }

   ~MyString() {
       delete[] m_data;
   }

   char* get_c_str() const { return m_data; }
private:
   char* m_data;
};
size_t MyString::CCtor = 0;
size_t MyString::MCtor = 0;
size_t MyString::CAsgn = 0;
size_t MyString::MAsgn = 0;
int main()
{
    vector<MyString> vecStr;
    vecStr.reserve(1000); //先分配好1000個空間
    for(int i=0;i<1000;i++){
        vecStr.push_back(MyString("hello"));
    }
    cout << "CCtor = " << MyString::CCtor << endl;
    cout << "MCtor = " << MyString::MCtor << endl;
    cout << "CAsgn = " << MyString::CAsgn << endl;
    cout << "MAsgn = " << MyString::MAsgn << endl;
}

/* 結(jié)果
CCtor = 0
MCtor = 1000
CAsgn = 0
MAsgn = 0
*/

可以看到,移動構造函數(shù)與拷貝構造函數(shù)的區(qū)別是,拷貝構造的參數(shù)是const MyString& str,是常量左值引用,而移動構造的參數(shù)是MyString&& str,是右值引用,而MyString("hello")是個臨時對象,是個右值,優(yōu)先進入移動構造函數(shù)而不是拷貝構造函數(shù)。而移動構造函數(shù)與拷貝構造不同,它并不是重新分配一塊新的空間,將要拷貝的對象復制過來,而是"偷"了過來,將自己的指針指向別人的資源,然后將別人的指針修改為nullptr,這一步很重要,如果不將別人的指針修改為空,那么臨時對象析構的時候就會釋放掉這個資源,"偷"也白偷了。下面這張圖可以解釋copy和move的區(qū)別。

copy和move的區(qū)別.png

不用奇怪為什么可以搶別人的資源,臨時對象的資源不好好利用也是浪費,因為生命周期本來就是很短,在你執(zhí)行完這個表達式之后,它就毀滅了,充分利用資源,才能很高效。

對于一個左值,肯定是調(diào)用拷貝構造函數(shù)了,但是有些左值是局部變量,生命周期也很短,能不能也移動而不是拷貝呢?C++11為了解決這個問題,提供了std::move()方法來將左值轉(zhuǎn)換為右值,從而方便應用移動語義。我覺得它其實就是告訴編譯器,雖然我是一個左值,但是不要對我用拷貝構造函數(shù),而是用移動構造函數(shù)吧。。。

int main()
{
    vector<MyString> vecStr;
    vecStr.reserve(1000); //先分配好1000個空間
    for(int i=0;i<1000;i++){
        MyString tmp("hello");
        vecStr.push_back(tmp); //調(diào)用的是拷貝構造函數(shù)
    }
    cout << "CCtor = " << MyString::CCtor << endl;
    cout << "MCtor = " << MyString::MCtor << endl;
    cout << "CAsgn = " << MyString::CAsgn << endl;
    cout << "MAsgn = " << MyString::MAsgn << endl;

    cout << endl;
    MyString::CCtor = 0;
    MyString::MCtor = 0;
    MyString::CAsgn = 0;
    MyString::MAsgn = 0;
    vector<MyString> vecStr2;
    vecStr2.reserve(1000); //先分配好1000個空間
    for(int i=0;i<1000;i++){
        MyString tmp("hello");
        vecStr2.push_back(std::move(tmp)); //調(diào)用的是移動構造函數(shù)
    }
    cout << "CCtor = " << MyString::CCtor << endl;
    cout << "MCtor = " << MyString::MCtor << endl;
    cout << "CAsgn = " << MyString::CAsgn << endl;
    cout << "MAsgn = " << MyString::MAsgn << endl;
}

/* 運行結(jié)果
CCtor = 1000
MCtor = 0
CAsgn = 0
MAsgn = 0

CCtor = 0
MCtor = 1000
CAsgn = 0
MAsgn = 0
*/

下面再舉幾個例子:

MyString str1("hello"); //調(diào)用構造函數(shù)
MyString str2("world"); //調(diào)用構造函數(shù)
MyString str3(str1); //調(diào)用拷貝構造函數(shù)
MyString str4(std::move(str1)); // 調(diào)用移動構造函數(shù)、
//    cout << str1.get_c_str() << endl; // 此時str1的內(nèi)部指針已經(jīng)失效了!不要使用
//注意:雖然str1中的m_dat已經(jīng)稱為了空,但是str1這個對象還活著,知道出了它的作用域才會析構!而不是move完了立刻析構
MyString str5;
str5 = str2; //調(diào)用拷貝賦值函數(shù)
MyString str6;
str6 = std::move(str2); // str2的內(nèi)容也失效了,不要再使用

需要注意一下幾點:

  1. str6 = std::move(str2),雖然將str2的資源給了str6,但是str2并沒有立刻析構,只有在str2離開了自己的作用域的時候才會析構,所以,如果繼續(xù)使用str2m_data變量,可能會發(fā)生意想不到的錯誤。
  2. 如果我們沒有提供移動構造函數(shù),只提供了拷貝構造函數(shù),std::move()會失效但是不會發(fā)生錯誤,因為編譯器找不到移動構造函數(shù)就去尋找拷貝構造函數(shù),也這是拷貝構造函數(shù)的參數(shù)是const T&常量左值引用的原因!
  3. c++11中的所有容器都實現(xiàn)了move語義,move只是轉(zhuǎn)移了資源的控制權,本質(zhì)上是將左值強制轉(zhuǎn)化為右值使用,以用于移動拷貝或賦值,避免對含有資源的對象發(fā)生無謂的拷貝。move對于擁有如內(nèi)存、文件句柄等資源的成員的對象有效,如果是一些基本類型,如int和char[10]數(shù)組等,如果使用move,仍會發(fā)生拷貝(因為沒有對應的移動構造函數(shù)),所以說move對含有資源的對象說更有意義。

universal references(通用引用)

當右值引用和模板結(jié)合的時候,就復雜了。T&&并不一定表示右值引用,它可能是個左值引用又可能是個右值引用。例如:

template<typename T>
void f( T&& param){
    
}
f(10);  //10是右值
int x = 10; //
f(x); //x是左值

如果上面的函數(shù)模板表示的是右值引用的話,肯定是不能傳遞左值的,但是事實卻是可以。這里的&&是一個未定義的引用類型,稱為universal references,它必須被初始化,它是左值引用還是右值引用卻決于它的初始化,如果它被一個左值初始化,它就是一個左值引用;如果被一個右值初始化,它就是一個右值引用。

注意:只有當發(fā)生自動類型推斷時(如函數(shù)模板的類型自動推導,或auto關鍵字),&&才是一個universal references

例如:

template<typename T>
void f( T&& param); //這里T的類型需要推導,所以&&是一個 universal references

template<typename T>
class Test {
  Test(Test&& rhs); //Test是一個特定的類型,不需要類型推導,所以&&表示右值引用  
};

void f(Test&& param); //右值引用

//復雜一點
template<typename T>
void f(std::vector<T>&& param); //在調(diào)用這個函數(shù)之前,這個vector<T>中的推斷類型
//已經(jīng)確定了,所以調(diào)用f函數(shù)的時候沒有類型推斷了,所以是 右值引用

template<typename T>
void f(const T&& param); //右值引用
// universal references僅僅發(fā)生在 T&& 下面,任何一點附加條件都會使之失效

所以最終還是要看T被推導成什么類型,如果T被推導成了string,那么T&&就是string&&,是個右值引用,如果T被推導為string&,就會發(fā)生類似string& &&的情況,對于這種情況,c++11增加了引用折疊的規(guī)則,總結(jié)如下:

  1. 所有的右值引用疊加到右值引用上仍然使一個右值引用。
  2. 所有的其他引用類型之間的疊加都將變成左值引用。

如上面的T& &&其實就被折疊成了個string &,是一個左值引用。

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>
using namespace std;

template<typename T>
void f(T&& param){
    if (std::is_same<string, T>::value)
        std::cout << "string" << std::endl;
    else if (std::is_same<string&, T>::value)
        std::cout << "string&" << std::endl;
    else if (std::is_same<string&&, T>::value)
        std::cout << "string&&" << std::endl;
    else if (std::is_same<int, T>::value)
        std::cout << "int" << std::endl;
    else if (std::is_same<int&, T>::value)
        std::cout << "int&" << std::endl;
    else if (std::is_same<int&&, T>::value)
        std::cout << "int&&" << std::endl;
    else
        std::cout << "unkown" << std::endl;
}

int main()
{
    int x = 1;
    f(1); // 參數(shù)是右值 T推導成了int, 所以是int&& param, 右值引用
    f(x); // 參數(shù)是左值 T推導成了int&, 所以是int&&& param, 折疊成 int&,左值引用
    int && a = 2;
    f(a); //雖然a是右值引用,但它還是一個左值, T推導成了int&
    string str = "hello";
    f(str); //參數(shù)是左值 T推導成了string&
    f(string("hello")); //參數(shù)是右值, T推導成了string
    f(std::move(str));//參數(shù)是右值, T推導成了string
}

所以,歸納一下, 傳遞左值進去,就是左值引用,傳遞右值進去,就是右值引用。如它的名字,這種類型確實很"通用",下面要講的完美轉(zhuǎn)發(fā),就利用了這個特性。

完美轉(zhuǎn)發(fā)

所謂轉(zhuǎn)發(fā),就是通過一個函數(shù)將參數(shù)繼續(xù)轉(zhuǎn)交給另一個函數(shù)進行處理,原參數(shù)可能是右值,可能是左值,如果還能繼續(xù)保持參數(shù)的原有特征,那么它就是完美的。

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

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

int main()
{
    int a = 0;
    process(a); //a被視為左值 process(int&):0
    process(1); //1被視為右值 process(int&&):1
    process(move(a)); //強制將a由左值改為右值 process(int&&):0
    myforward(2);  //右值經(jīng)過forward函數(shù)轉(zhuǎn)交給process函數(shù),卻稱為了一個左值,
    //原因是該右值有了名字  所以是 process(int&):2
    myforward(move(a));  // 同上,在轉(zhuǎn)發(fā)的時候右值變成了左值  process(int&):0
    // forward(a) // 錯誤用法,右值引用不接受左值
}

上面的例子就是不完美轉(zhuǎn)發(fā),而c++中提供了一個std::forward()模板函數(shù)解決這個問題。將上面的myforward()函數(shù)簡單改寫一下:

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

myforward(2); // process(int&&):2

上面修改過后還是不完美轉(zhuǎn)發(fā),myforward()函數(shù)能夠?qū)⒂抑缔D(zhuǎn)發(fā)過去,但是并不能夠轉(zhuǎn)發(fā)左值,解決辦法就是借助universal references通用引用類型和std::forward()模板函數(shù)共同實現(xiàn)完美轉(zhuǎn)發(fā)。例子如下:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std;

void RunCode(int &&m) {
    cout << "rvalue ref" << endl;
}
void RunCode(int &m) {
    cout << "lvalue ref" << endl;
}
void RunCode(const int &&m) {
    cout << "const rvalue ref" << endl;
}
void RunCode(const int &m) {
    cout << "const lvalue ref" << endl;
}

// 這里利用了universal references,如果寫T&,就不支持傳入右值,而寫T&&,既能支持左值,又能支持右值
template<typename T>
void perfectForward(T && t) {
    RunCode(forward<T> (t));
}

template<typename T>
void notPerfectForward(T && t) {
    RunCode(t);
}

int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    const int c = 0;
    const int d = 0;

    notPerfectForward(a); // lvalue ref
    notPerfectForward(move(b)); // lvalue ref
    notPerfectForward(c); // const lvalue ref
    notPerfectForward(move(d)); // const lvalue ref

    cout << endl;
    perfectForward(a); // lvalue ref
    perfectForward(move(b)); // rvalue ref
    perfectForward(c); // const lvalue ref
    perfectForward(move(d)); // const rvalue ref
}

上面的代碼測試結(jié)果表明,在universal referencesstd::forward的合作下,能夠完美的轉(zhuǎn)發(fā)這4種類型。

emplace_back減少內(nèi)存拷貝和移動

我們之前使用vector一般都喜歡用push_back(),由上文可知容易發(fā)生無謂的拷貝,解決辦法是為自己的類增加移動拷貝和賦值函數(shù),但其實還有更簡單的辦法!就是使用emplace_back()替換push_back(),如下面的例子:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std;

class A {
public:
    A(int i){
//        cout << "A()" << endl;
        str = to_string(i);
    }
    ~A(){}
    A(const A& other): str(other.str){
        cout << "A&" << endl;
    }

public:
    string str;
};

int main()
{
    vector<A> vec;
    vec.reserve(10);
    for(int i=0;i<10;i++){
        vec.push_back(A(i)); //調(diào)用了10次拷貝構造函數(shù)
//        vec.emplace_back(i);  //一次拷貝構造函數(shù)都沒有調(diào)用過
    }
    for(int i=0;i<10;i++)
        cout << vec[i].str << endl;
}

可以看到效果是明顯的,雖然沒有測試時間,但是確實可以減少拷貝。emplace_back()可以直接通過構造函數(shù)的參數(shù)構造對象,但前提是要有對應的構造函數(shù)。

對于mapset,可以使用emplace()?;旧?code>emplace_back()對應push_bakc(), emplce()對應insert()。

移動語義對swap()函數(shù)的影響也很大,之前實現(xiàn)swap可能需要三次內(nèi)存拷貝,而有了移動語義后,就可以實現(xiàn)高性能的交換函數(shù)了。

template <typename T>
void swap(T& a, T& b)
{
    T tmp(std::move(a));
    a = std::move(b);
    b = std::move(tmp);
}

如果T是可移動的,那么整個操作會很高效,如果不可移動,那么就和普通的交換函數(shù)是一樣的,不會發(fā)生什么錯誤,很安全。

總結(jié)

  • 由兩種值類型,左值和右值。
  • 有三種引用類型,左值引用、右值引用和通用引用。左值引用只能綁定左值,右值引用只能綁定右值,通用引用由初始化時綁定的值的類型確定。
  • 左值和右值是獨立于他們的類型的,右值引用可能是左值可能是右值,如果這個右值引用已經(jīng)被命名了,他就是左值。
  • 引用折疊規(guī)則:所有的右值引用疊加到右值引用上仍然是一個右值引用,其他引用折疊都為左值引用。當T&&為模板參數(shù)時,輸入左值,它將變成左值引用,輸入右值則變成具名的右值應用。
  • 移動語義可以減少無謂的內(nèi)存拷貝,要想實現(xiàn)移動語義,需要實現(xiàn)移動構造函數(shù)和移動賦值函數(shù)。
  • std::move()將一個左值轉(zhuǎn)換成一個右值,強制使用移動拷貝和賦值函數(shù),這個函數(shù)本身并沒有對這個左值什么特殊操作。
  • std::forward()universal references通用引用共同實現(xiàn)完美轉(zhuǎn)發(fā)。
  • empalce_back()替換push_back()增加性能。

TODO

  • 對模板類型自動推導還不太熟悉,繼續(xù)學習Effective Modern C++。
  • std::move()和std::forward()好像實現(xiàn)的并不復雜,有機會弄明白實現(xiàn)原理。

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