C++右值引用和移动语义

C++11引入了右值引用，有一定的理解成本，工作中发现不少同事对右值引用理解不深，认为右值引用性能更高等等。本文从实用角度出发，用尽量通俗易懂的语言讲清左右值引用的原理，性能分析及其应用场景，帮助大家在日常编程中用好右值引用和std::move。

左值和右值

左值可以取地址，可以被赋值，位于等号左边

int a = 5

这里的a就是一个左值，而5就是一个右值

struct A {
    A(int a = 0) {
        a_ = a;
    }
 
    int a_;
};
 
A a = A();

在看这个例子，a可以通过 & 取地址，位于等号左边，所以a是左值；A()是个临时值，没法通过 & 取地址，位于等号右边，所以A()是个右值。

左值引用和右值引用

引用本质是别名，可以通过引用修改变量的值，传参时传引用可以避免拷贝，其实现原理和指针类似。个人认为，引用出现的本意是为了降低C语言指针的使用难度，但现在指针+左右值引用共同存在，反而大大增加了学习和理解成本。

左值引用

左值引用大家都很熟悉，能指向左值，不能指向右值的就是左值引用：

int a = 5;
int &ref_a = a; // 左值引用指向左值，编译通过
int &ref_a = 5; // 左值引用指向了右值，会编译失败

但是，const左值引用是可以指向右值的：

const int &ref_a = 5;  // 编译通过

const左值引用不会修改指向值，因此可以指向右值，这也是为什么要使用const &作为函数参数的原因之一，如std::vector的push_back：

void push_back (const value_type& val);

如果没有const，vec.push_back(5)这样的代码就无法编译通过了。

右值引用

再看下右值引用，右值引用的标志是&&，顾名思义，右值引用专门为右值而生，可以指向右值，不能指向左值：

int &&ref_a_right = 5; // ok
 
int a = 5;
int &&ref_a_left = a; // 编译不过，右值引用不可以指向左值
 
ref_a_right = 6; // 右值引用的用途：可以修改右值

对比

右值引用可以指向左值吗

有办法，std::move：

int a = 5; // a是个左值
int &ref_a_left = a; // 左值引用指向左值
int &&ref_a_right = std::move(a); // 通过std::move将左值转化为右值，可以被右值引用指向
 
cout << a; // 打印结果：5

在上边的代码里，看上去是左值a通过std::move移动到了右值ref_a_right中，那是不是a里边就没有值了？并不是，打印出a的值仍然是5。

std::move是一个非常有迷惑性的函数，不理解左右值概念的人们往往以为它能把一个变量里的内容移动到另一个变量，但事实上std::move移动不了什么，唯一的功能是把左值强制转化为右值，让右值引用可以指向左值。其实现等同于一个类型转换：static_cast<T&&>(lvalue)。所以，单纯的std::move(xxx)不会有性能提升，std::move的使用场景在第三章会讲。

C++右值引用和移动语义