现代C++：右值引用、移动语义与完美转发

右值引用

右值与左值

左值，常常位于赋值符号左边，通常对应着一个长时间存在于内存中的变量；右值，常常位于赋值符号右边，通常是一个表达式，代表计算过程中临时生成的中间变量，即将消失的，不长时间存在于内存中的值。C++11 中为了引入强大的右值引用，将右值的概念进行了进一步的划分，分为：纯右值、将亡值

• 纯右值，纯粹的右值，要么是纯粹的字面量，要么是求值结果相当于字面量或匿名临时对象。非引用返回的临时变量、运算表达式产生的临时变量、原始字面量、Lambda表达式都属于纯右值

• 将亡值，是 C++11 为了引入右值引用而提出的概念，也就是即将被销毁、却能够被移动的值

  要拿到一个将亡值，就需要用到右值引用：T &&，右值引用的声明让这个临时值的生命周期得以延长、只要变量还活着，那么将亡值将继续存活

C++11 提供了 std::move 这个方法将左值无条件转换为右值

常值修饰符，使用int const &

int const 和 int 可以看做是两个不同的类型，C++ 规定 int && 能自动转换成 int const &，但不能转换成 int &，因而，使用 int const & 也可以延长将亡值的生命周期。

小技巧：如果有移动赋值函数，可以删除拷贝赋值函数 当拷贝赋值函数被删除后，对于 v2 = v1; 编译器会尝试 v2 = List(v1); ，从而变成了移动语义，调用移动赋值函数。

移动语义

传统 C++ 通过拷贝构造函数和赋值操作符为类对象设计了拷贝/复制的概念，但为了实现对资源的移动操作，调用者必须使用先复制、再析构的方式，这是非常反人类的一件事情，造成了大量的时间和空间上的浪费。

class A {
public:
    int *pointer;
    A():pointer(new int(1)) {
        std::cout << "构造" << pointer << std::endl;
    }
    A(A& a):pointer(new int(*a.pointer)) {
        std::cout << "拷贝" << pointer << std::endl;
    } // 无意义的对象拷贝
    A(A&& a):pointer(a.pointer) {
        a.pointer = nullptr;
        std::cout << "移动" << pointer << std::endl;
    }
    ~A(){
        std::cout << "析构" << pointer << std::endl;
        delete pointer;
    }
};

完美转发

#include <iostream>
#include <utility>
void reference(int& v) {
    std::cout << "左值引用" << std::endl;
}
void reference(int&& v) {
    std::cout << "右值引用" << std::endl;
}
template <typename T>
void pass(T&& v) {
    std::cout << "              普通传参: ";
    reference(v);
    std::cout << "       std::move 传参: ";
    reference(std::move(v));
    std::cout << "    std::forward 传参: ";
    reference(std::forward<T>(v));
    std::cout << "static_cast<T&&> 传参: ";
    reference(static_cast<T&&>(v));
}
int main() {
    std::cout << "传递右值:" << std::endl;
    pass(1);

    std::cout << "传递左值:" << std::endl;
    int v = 1;
    pass(v);

    return 0;
}

结果为：

传递右值:
              普通传参: 左值引用
       std::move 传参: 右值引用
    std::forward 传参: 右值引用
static_cast<T&&> 传参: 右值引用
传递左值:
              普通传参: 左值引用
       std::move 传参: 右值引用
    std::forward 传参: 左值引用
static_cast<T&&> 传参: 左值引用

由于 v 是一个引用，所以同时也是左值。 因此 reference(v) 会调用 reference(int&) ，输出『左值』。

对于 pass(l)，左值为什么可以成功传递给 pass(T &&)？

这是基于引用坍缩规则：

函数形参类型	实参参数类型	推导后形参类型
T&	左引用	T&
T&	右引用	T&
T&&	左引用	T&
T&&	右引用	T&&

总之，无论模板参数是什么引用，当且仅当实参类型为右值引用，模板参数才能被推导为右值引用类型。

完美转发就是基于上述规则，会保持原来的参数类型。我们应该使用 std::forward 对参数进行传递。