[译]详解C++右值引用

C++0x标准出来很长时间了,引入了很多牛逼的特性[1]。其中一个便是右值引用,Thomas Becker的文章[2]很全面的介绍了这个特性,读后有如醍醐灌顶,翻译在此以便深入理解。

目录

  1. 概述
  2. move语义
  3. 右值引用
  4. 强制move语义
  5. 右值引用是右值吗?
  6. move语义与编译器优化
  7. 完美转发:问题
  8. 完美转发:解决方案
  9. Rvalue References And Exceptions
  10. The Case of the Implicit Move
  11. Acknowledgments and Further Reading

概述

右值引用是由C++0x标准引入c++的一个令人难以捉摸的特性。我曾偶尔听到过有c++领域的大牛这么说:

每次我想抓住右值引用的时候,它总能从我手里跑掉。

想把右值引用装进脑袋实在太难了。

我不得不教别人右值引用,这太可怕了。

右值引用恶心的地方在于,当你看到它的时候根本不知道它的存在有什么意义,它是用来解决什么问题的。所以我不会马上介绍什么是右值引用。更好的方式是从它将解决的问题入手,然后讲述右值引用是如何解决这些问题的。这样,右值引用的定义才会看起来合理和自然。

右值引用至少解决了这两个问题:

  1. 实现move语义
  2. 完美转发(Perfect forwarding)

如果你不懂这两个问题,别担心,后面会详细地介绍。我们会从move语义开始,但在开始之前要首先让你回忆起c++的左值和右值是什么。关于左值和右值我很难给出一个严密的定义,不过下面的解释已经足以让你明白什么是左值和右值。

在c语言发展的较早时期,左值和右值的定义是这样的:左值是一个可以出现在赋值运算符的左边或者右边的表达式e,而右值则是只能出现在右边的表达式。例如:

[ccb_c++]
int a = 42;
int b = 43;

// a与b都是左值
a = b; // ok
b = a; // ok
a = a * b; // ok

// a * b是右值:
int c = a * b; // ok, 右值在等号右边
a * b = 42; // 错误,右值在等号左边
[/ccb_c++]

在c++中,我们仍然可以用这个直观的办法来区分左值和右值。不过,c++中的用户自定义类型引入了关于可变性和可赋值性的微妙变化,这会让这个方法变的不那么地正确。我们没有必要继续深究下去,这里还有另外一种定义可以让你很好的处理关于右值的问题:左值是一个指向某内存空间的表达式,并且我们可以用&操作符获得该内存空间的地址。右值就是非左值的表达式。例如:

[ccb_c++]
// 左值:
//
int i = 42;
i = 43; // ok, i是左值
int* p = &i; // ok, i是左值
int& foo();
foo() = 42; // ok, foo()是左值
int* p1 = &foo(); // ok, foo()是左值

// 右值:
//
int foobar();
int j = 0;
j = foobar(); // ok, foobar()是右值
int* p2 = &foobar(); // 错误,不能取右值的地址
j = 42; // ok, 42是右值
[/ccb_c++]
如果你对左值和右值的严密的定义有兴趣的话,可以看下Mikael Kilpeläinen的文章[3]
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