左值与右值

C++ 中值有两个独立的属性：有地址的值(gvalue)和可以被移动的值(rvalue)

  1. 有地址 + 不能移动 = 左值(lvalue)

  2. 有地址 + 可以移动 = 将亡值(xvalue), 包括: 右值引用类型的返回值，比如 std::move(x)

  3. 没有地址 + 可以移动 = 纯右值(prvalue), 包括:

    • 字面量，比如 42
    • 临时对象，比如 1 + 2
    • this 指针

  4. 没有地址 + 不能移动, 目前没有用到

总之, 一个值是左值还是右值，取决于它的地址是否可以被获取。大多数时候只需要区分一个值是左值还是右值即可。

右值引用

右值引用是 C++11 引入的一种引用类型，用于表示对右值的引用。右值引用可以绑定到右值，但不能绑定到左值。右值引用通常用于实现移动语义和完美转发。

  • 右值引用只能绑定到右值上，比如 int &&
  • 左值引用只能绑定到左值上，比如 int &
  • const 的左值引用可以绑定到左值或右值上，比如 const int &

移动构造函数和移动赋值运算符

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class Widget {
private:
    int i{0};
    string s{};
    unique_ptr<int> pi{};

public:
    // Move constructor
    Widget(Widget &&w) = default;

    // Move assignment operator
    Widget &operator=(Widget &&w) = default;
};

移动操作和异常安全

  • 移动操作一般不分配新资源，因此不会抛出异常
  • 如果移动操作不抛异常，必须注明 noexcept

通用引用和引用折叠

通用引用

通用引用是一种既可以绑定到左值，又可以绑定到右值的引用类型，其本质是一个模板参数化的右值

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template <typename T>
void func(T&& arg) {  // T&& 是通用引用
    // arg 既可以接受左值，也可以接受右值
}

引用折叠

引用折叠规则:

  1. 左值引用（&）优先级高于右值引用（&&）。

  2. 以下是所有的折叠情况：

    • T& & → T&
    • T& && → T&
    • T&& & → T&
    • T&& && → T&&

remove_reference

std::remove_reference 是 C++ 标准库中的一个类型特性（type trait），定义在头文件 中。它的主要作用是移除类型中的引用部分（包括左值引用 & 和右值引用 &&），返回原始类型。

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template <typename T>
struct remove_reference {
    typedef T type;
};

template <typename T>
struct remove_reference<T&> {
    typedef T type;
};

template <typename T>
struct remove_reference<T&&> {
    typedef T type;
};

常用场景: 类型推导、模板元编程、完美转发等。

总结

  • std::remove_reference 是一个编译期工具，通过模板特化对类型进行处理。
  • 它不会在运行时产生临时变量，也不会涉及任何值类别的转换。
  • 编译器只会根据类型推导规则替换类型，例如将 int& 转换为 int，最终生成相应的代码。
  • 不会去掉 const 和 volatile 修饰符