关于cpp的右值引用的一个思考

问:为什么说右值引用的作用就是引用一个无法修改的右值,又说:和常量左值引用不同的是,右值引用还可以对右值进行修改
这是不是有些矛盾?

答:这句话可能有点误导性,让人感觉有矛盾。实际上,右值引用的主要作用是允许我们对右值进行移动语义操作,而移动语义操作通常会修改右值的状态。但是,在移动操作之后,原来的右值通常会被视为“死亡”或“空状态”,因此不能再对它进行修改。

举个例子,考虑以下代码:

void foo(std::string&& str) {
    // 移动操作,将 str 中的资源(比如内存)转移到另一个对象中
    std::string new_str = std::move(str);

    // 修改 new_str,但不能再修改 str
    new_str.append(" world");
}
在这个例子中,我们可以使用右值引用来接收一个字符串的右值。然后,我们可以使用 std::move 函数将其转移给另一个对象 new_str,这是一个典型的移动语义操作。在移动操作之后,原来的字符串 str 通常会被视为“死亡”或“空状态”,因此不能再对它进行修改。但是,我们可以对新的字符串 new_str 进行修改,因为它是一个具有可修改状态的对象。

因此,右值引用的主要作用是支持移动语义,而移动语义通常会修改右值的状态。但是,一旦移动操作完成,原来的右值通常会被视为“死亡”或“空状态”,不能再对它进行修改。


追问:那这个代码中的new_str是右值还是左值?

答:在这个例子中,new_str 是一个左值,因为它是一个具有名称的对象,我们可以对它进行取地址、赋值、修改等操作。虽然 new_str 最初是通过右值引用 std::string&& str 初始化的,但是在初始化之后,它就成为了一个具有名称的对象,可以被视为一个左值。

需要注意的是,一个对象在某些情况下可能既是左值,又是右值。例如,如果一个对象没有名称,且它是一个将要被移动的对象,则它可以被视为一个右值。但是,一旦这个对象被绑定到一个具有名称的变量上,它就变成了一个左值。

在实际编程中,我们通常不需要过多关注一个对象是左值还是右值,而是关注它的生命周期、所有权和可修改性等方面的问题。





提问:
int &&a=10;
a=100;
可以理解为10这个右值的状态变成“死亡”,然后又指向了新的右值100,对吗?还有,a被赋值100后,是左值还是右值?


答:
在这个例子中,int&& a = 10; 将一个右值引用 a 绑定到字面量 10 上。
当将 100 赋值给 a 后,a 就指向了一个新的右值,同时原来的右值 10 也不能再被访问或修改。这里需要注意的是,虽然 a 最初是通过右值引用绑定到 10 上的,但是在赋值之后,它就变成了一个具有名称的左值。

因此,可以理解为原来的右值 10 的状态变成了“死亡”,同时 a 指向了一个新的右值 100,并且 a 被赋值为 100 后变成了一个左值。

问:
那么如果我将a声明为const int&&,我还能修改a的值吗?

答:
如果将 a 声明为 const int&&,则 a 将成为一个指向常量的右值引用,即不能通过 a 来修改其所绑定的对象的值。

例如,以下代码将会出现编译错误:
const int&& a = 10;
a = 100; // 编译错误:不能修改指向常量的引用
在这个例子中,a 是一个指向常量的右值引用,它被绑定到了字面量 10 上。由于 a 是一个指向常量的引用,因此不能通过 a 来修改其所绑定的对象的值,即不能将 100 赋值给 a。

需要注意的是,即使一个对象被声明为 const int&&,它仍然可以被移动或转移。例如,以下代码是合法的:

const int&& a = 10;
int b = std::move(a); // 将 a 所绑定的对象移动到 b 中
在这个例子中,a 虽然是一个指向常量的右值引用,但是它所绑定的对象仍然可以被移动到另一个对象中,因为移动操作并不会修改对象的值。

问:const int&& a = 10;但这种定义出来的右值引用并无实际用处。一方面,右值引用主要用于移动语义和完美转发,其中前者需要有修改右值的权限;其次,常量右值引用的作用就是引用一个不可修改的右值,这项工作完全可以交给常量左值引用完成。

为什么这么说?

答:
常量右值引用 const int&& 的主要作用是引用一个不可修改的右值,而这个任务完全可以由常量左值引用 const int& 来完成。(常量左值引用可以绑定到任何类型的对象上,包括左值和右值,而且可以保证所绑定的对象不会被修改。)因此,在大多数情况下,使用常量左值引用就已经足够了,没有必要使用常量右值引用。

右值引用主要用于移动语义和完美转发。移动语义是指通过将资源从一个对象移动到另一个对象来避免不必要的资源复制,从而提高程序的性能。使用右值引用可以实现移动语义,因为右值引用允许我们“窃取”一个对象的资源而不进行复制。完美转发是指在函数调用中将参数以原样转发到另一个函数中,从而实现参数类型的完美匹配。使用右值引用可以实现完美转发,因为右值引用可以绑定到右值和左值上,从而可以适应各种类型的参数。

综上所述,常量右值引用的作用比较有限,而右值引用主要用于移动语义和完美转发。在实际编程中,我们应该根据具体的需求来选择合适的引用类型,以实现最佳的程序性能和代码复用性。








全部评论
大佬补充: 右值引用的一个重要应用——完美转发。完美转发是指在函数调用中将参数以原样转发到另一个函数中,从而实现参数类型的完美匹配。 与之类似的是 unique_ptr,它在实现上也使用了转发的技术。unique_ptr 是一种独占式智能指针,它通过移动语义来管理动态内存。当我们将一个 unique_ptr 对象作为参数传递给一个函数时,如果函数需要继续使用这个对象,就可以通过 std::move 将其转移,从而避免了不必要的复制。如果函数不需要继续使用这个对象,就可以将其释放,从而避免了内存泄漏。unique_ptr 的实现中,也使用了转发技术,使得 unique_ptr 对象可以在不同函数之间进行移动或转移。 也就是说,右值引用和 unique_ptr 都使用了转发的技术,在实现上有一些相似之处。
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发布于 2023-07-26 13:02 河北
#include <iostream> using namespace std; int main() { int &&a = 10; // 如果使用const int&& a = 100;则a = 100;就会报错 a = 100; cout << "左值引用:" << is_lvalue_reference<int>::value << endl;//0 cout << "右值引用:" << is_rvalue_reference<int>::value << endl;//1 return 0; } </int></int></iostream>
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发布于 2023-07-26 13:52 河北
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