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左值与右值

左值与右值的概念

可以被取地址的值为左值（left value，简称lvalue），否则为右值（right value，简称rvalue）。

常见的左值、右值例子：

c++ 复制代码

// >>>>>>> 左值
// a, p, str, str[0]等均为左值
int a = 10;
int* p = &a;
string str("hello");
str[0]

// >>>>>>> 右值
// 匿名对象，临时表达式，常量10、"world"，均为右值
string("world")
x + y
10

初步认识左值和右值时，可以理解记忆为左值存储在内存中，具有"身份"，生命周期长。右值存储在寄存器中，大多为临时变量，生命周期短。

但实际上，不完全是这样：可能存在被编译器优化为存储于寄存器的左值（临时变量），也有占用空间较大，需要存储于内存的临时副本（如复杂匿名对象）。初步认识时可以帮助理解move()将左值转换为右值的行为，类似汇编中的mov命令。

右值引用

语法为使用&&，例如：

cpp 复制代码

int&& a;
char&& b;

特性：

左值引用不能直接引用右值，除非加const限定；右值引用也不能直接引用左值，需要使用move()处理左值。
右值引用本身是一个左值。

移动构造

语法规则

cpp 复制代码

class class_name {
public:
	class_name(class_name&& t) {
		::swap(t, t.array);    // 交换资源
	}

private:
	int* array;
}

意义

右值引用的概念与移动构造等特性密切相关，C++11提供了一种提高程序效率的方式，通过交换临时资源的指针代替拷贝。

对于下面这一段程序：

cpp 复制代码

string func() {
	string tmp("1111111111111");
	return tmp;
}

int main() {
	string str = func();
	...
}

取决于编译器的不同优化方式，C++98标准下，实际的程序会有三种行为：

在func内调用构造函数得到tmp，传值返回时调用构造，得到临时对象，然后拷贝赋值给str；
省略临时对象的构造，直接将tmp拷贝赋值给str；
省略tmp的构造，直接用"1111111111111"构造str；

移动构造出现后就能够替代拷贝构造，降低拷贝时的资源消耗。因为对于整个程序来说，tmp的存在只是暂时的【实际会被视为将亡值】，其资源被转移给str也无所谓，所以不用进行拷贝，直接交换资源，就能达成相同的效果。

引用折叠

基本规则

类似"&"与运算，要右值引用的右值引用最终才是右值引用。

复制代码

typedef int& lref
typedef int&& rref
lref&  a  -> a的类型为int&
lref&& b  -> b的类型为int&
rref&  c  -> c的类型为int&
rref&& d  -> d的类型为int&&

TIP： 不能直接写int& &&或int& &，即不能直接对引用再做引用，必须通过typedef自定义类型才可以，否则会语法报错。

完美引用

借用"引用折叠"的规则，可以统一模版的写法，使得最终的类型完全由实例化时的类型决定。万能模版写法：

cpp 复制代码

tempate<class T>
void func(T&& a) {
	...
}

func<int&> f1(num1)  // 最终a要求为一个左值，因此num1需要是左值
func<int&&> f2(num2) // 最终a要求为一个右值，因此num2需要是右值

完美转发

cpp 复制代码

forward<typename>(arg);

为避免右值被右值引用后变为左值，调用该函数，可以保持参数arg的原始属性。

例子：

cpp 复制代码

void overload(int&& rv) { std::cout << "rv " std::endl; }
void overload(int& lv) { std::cout << "lv" std::endl; }

void func(int&& v) {
	overload(v);

	overload(std::forwad<int>(v));
}

当调用func时输入左值，将会得到输出：lv lv
当调用func时输入右值，将会输出：lv rv

意义

完美引用结合完美转发，可以运用在模版的嵌套场景，可以有效避免代码冗余，同时提高代码效率。

Lambda表达式

本质

lambda表达式的本质是一个匿名函数对象，可以直接定义在函数内部。

语法

cpp 复制代码

// [capture list] (parameters) -> retrun type (function body)

int main() {
	auto test1 = [](int a) -> void {
		cout << a << endl;
		return 0;
	}

	test1(1);
	return 0;
}

捕捉列表（capture list）不能省略
如果参数为空，则可以省略
即使有返回值，返回值类型也可以省略，将会由返回对象自动推导
函数体不能省略（必然的）