深入解读C++中的右值引用

2020-01-06 15:15:48刘景俊
对于B的移动构造函数来说,由于rhs是右值,即将被释放,因此我们不只希望将_pb的资源移动过来,还希望利用A类的移动构造函数,将A的资源也执行移动语义。然而问题出在如果我们直接在初始化列表中使用:_a(rhs._a) 将调用A的拷贝构造函数。因为参数 rhs._a 此时是一个具名值,并且可以取址。实际上,B的移动构造函数的参数rhs也是一个左值,因为它也具名,并且可取址。这是在C++11右值引用中让人很迷惑的一点:可以接受右值的右值引用本身却是个左值
这一点在后面的完美转发还会提到。现在我们可以用std::move来将rhs._a转换为右值:_a(std::move(rhs._a)),这样将调用A的移动构造。实现移动语义。当然这里我们确信rhs._a之后不会在使用,因为rhs即将被释放。

三. 完美转发
如果仅仅为了实现移动语义,右值引用是没有必要被提出来的,因为我们在调用函数时,可以通过传引用的方式来避免临时值的生成,尽管代码不是那么直观,但效率比使用右值引用只高不低。
右值引用的另一个作用是完美转发,完美转发出现在泛型编程中,将模板函数参数传递给该函数调用的下一个模板函数。如:


template<typename T>
void Forward(T t)
{
 Do(t);
}

上面的代码中,我们希望Forward函数将传入参数类型原封不动地传递给Do函数,即Forward函数接收的左值,则Do接收到左值,Forward接收到右值,Do也将得到右值。上面的代码能够正确转发参数,但是是不完美的,因为Forward接收参数时执行了一次拷贝。
考虑到避免拷贝,我们可以传递引用,形如Forward(T& t),但是这种形式的Forward并不能接收右值作为参数,如Forward(5)。因为非常量左值不能绑定到右值。考虑常量左值引用:Forward(const T& t),这种形式的Forward能够接收任何类型(常量左值引用是万能引用),但是由于加上了常量修饰符,因此无法正确转发非常量左值引用:

void Do(int& i)
{
 // do something...
}

template<typename T>
void Forward(const T& t)
{
 Do(t);
}

int main()
{
 int a = 8;
 Forward(a); // error. 'void Do(int&)' : cannot convert argument 1 from 'const int' to 'int&'
 return 0;
}

基于这种情况, 我们可以对Forward的参数进行const重载,即可正确传递左值引用。但是当Do函数参数为右值引用时,Forward(5)仍然不能正确传递,因为Forward中的参数都是左值引用。
下面介绍在 C++11 中的解决方案。
PS:引用折叠
C++11引入了引用折叠规则,结合右值引用来解决完美转发问题:


typedef const int T;
typedef T& TR;
TR& v = 1; // 在C++11中 v的实际类型为 const int&