C++移动语义

一. 浅拷贝与深拷贝

struct Node{ int size; int *p; Node() = default; Node(int x){ size = x; p = new int(size); } };

1. 浅拷贝

按位拷贝对象，如果拷贝对象中存在指针，那么两指针指向的地址相同（但是两指针的地址不一定相同）

Node shllowCopy(Node &v){ this -> size = v.size; this -> p = v.p; }

2. 深拷贝

拷贝对象的所有属性，如果拷贝对象中存在指针，那么会在堆上重新开辟一片相同大小的空间，并让指针指向该空间

Node deepCopy(Node &v){ this -> size = v.size; this -> p = new int[size]; for(int i = 0; i < size; i++){ this -> p[i] = v.p[i]; } }

二. 左值与右值

• 左值(lvalue)：表达式结束后仍然存在的持久对象
• 右值(rvalue)：表达式结束后就被销毁的临时对象

一般来说，有变量名的都是右值，没有变量名的是左值

特殊：字符字面量（如'c','a'）这种是右值；但是字符串字面量，如"abcd"这种，由于它存在于静态存储区，所以字符串字面量均为左值

三. 左值引用与右值引用

1. 左值引用(&)

左值引用本质上是给左值变量起了一个别名

• 改变任意一方，双方都改变
• 只能绑定在左值上
• 特殊：const int &x = 10，为常量左值引用，可以绑定右值，但是不可更改

2. 右值引用(&&)

绑定在右值上，可以延长临时对象的生命周期，并允许更改

应该注意的是，右值引用类型的变量，它本身是个左值

比如说：int &&x = 10，x的类型是右值引用，但它本身是个左值

如果你要把x再次当成右值传为另一个函数或者赋值给另一个数，那么直接传是不行的，这个时候就要用到std::move()

四. 强转右值std::move()

std::move()可以将左值强制转化为右值，类型上变成右值引用类型

作用是把原对象指向堆内存空间的指针地址转交给新对象，然后将原对象的该指针

置为nullptr

但是std::move()对基本类型，如int,double,char,指针无效，因为他们的值就存在于栈上，不指向任何外部资源

比如说：

int res = 1; int ans = std::move(res); std::cout << res << "\n";

此时你会发现输出的仍是1

如果不是的话，那么原对象会被“掏空”，比如说：

std::string s = "abc"; std::string t = std::move(s); std::cout << s << "\n";

输出的就是空

• 注意，只有在std::move()用于创建新对象时，才触发移动构造

五. 纯右值与将亡值

1. 纯右值

没有身份，没有固定内存地址，不可被移动，用完即销毁的值/表达式

特点：

• 没有标识符（没有名字）
• 不能取地址
• 一般用于初始化和计算

2.将亡值

有身份，可被移动的值/表达式

特点：

• 通常对应一个右值引用

• 在内存中有地址

• 通过std::move()强转后的就是将亡值

六. 函数参数传递

问：这六次函数调用，分别各触发了几次拷贝，几次移动构造？

void f1(Node v){ return; } void f2(Node &v){ return; } void f3(Node &&v){ return; } int main(){ Node a; Node &b = a; Node c; Node d; f1(a);//1次拷贝，0次移动构造 f1(b);//1次拷贝，0次移动构造 f1(std::move(c));//0次拷贝，1次移动构造 f2(a);//0次拷贝，0次移动构造 f2(b);//0次拷贝，0次移动构造 f3(std::move(c));//0次拷贝，0次移动构造 return 0; }

七. 引用折叠

规则：只要有左值引用，结果就是左值引用；只有当两个都是右值引用时，结果才是右值引用

八. 万能引用

万能引用的好处在于既能绑定左值，又能绑定右值

万能引用形式上为T&&，但要成为万能引用，必须满足两个条件：

• 必须存在类型推导，如模板，auto等
• 形式只能是T&&，如果用const修饰，就会变回普通的右值引用

易错区分：

void func(std::vector<T> &&v){ return; }

这不是万能引用！

因为它被固定为了std::vector的右值引用。它只能接收std::vector的右值，不能接收std::vector的左值，更不能接收其他的类型（如int）

万能引用的形式只能是T&&

• 万能引用是贪婪的，这里模板推导的“精确匹配”优先级高于普通函数的“隐式转换”，也就是说可能会引发不必要的引用转化

九.完美转发std::forward<T>

用处是当一个函数把参数传递为另一个函数时，保留参数的原生属性

例：

void target(int&& x) { return; } template<typename T> void wrapper(T&& param) { target(param); //报错 } int main() { wrapper(10); }

在这个例子中，10确实是右值，但是在wrapper函数中，param是左值，无法进行&&的右值绑定，于是会报错

为了解决这个问题，我们引入了std::forward<T>，它能根据T推导的结果，决定把param转化为左值或者是右值，于是就可以：

template<typename T> void wrapper(T&& param) { target(std::forward<T>(param)); }