1.左右值定义
c++11引入了右值引用。左值与右值是C语言中的概念,但C标准并没有给出严格的区分方式,一般认为:可以放在=左边的,或者能 够取地址的称为左值,只能放在=右边的,或者不能取地址的称为右值,但是也不一定完全正确。
关于左值与右值的区分不是很好区分,一般认为:
1. 普通类型的变量,因为有名字,可以取地址,都认为是左值。
2. const修饰的常量,不可修改,只读类型的,理论应该按照右值对待,但因为其可以取地址(如果只是 const类型常量的定义,编译器不给其开辟空间,如果对该常量取地址时,编译器才为其开辟空间), C++11认为其是左值。
3. 如果表达式的运行结果是一个临时变量或者对象,认为是右值。(字面常量,返回值(传值返回))
4. 如果表达式运行结果或单个变量是一个引用则认为是左值。 (表达式,变量名等)
总结:
1. 不能简单地通过能否放在=左侧右侧或者取地址来判断左值或者右值,要根据表达式结果或变量的性质判断
2. 能得到引用的表达式一定能够作为引用,否则就用常引用。 C++11对右值进行了严格的区分:
C语言中的纯右值,比如:a+b, 100
将亡值。比如:表达式的中间结果、函数按照值的方式进行返回。
2.左右值引用比较
一般来说左值引用不能引用右值,右值引用也不能引用左值。
const int& a = 10;//加const左值引用可以引用右值
int b = 5;
int&& c = move(b);//用move函数可以将左值转换成右值引用
3. 移动拷贝
C++98中,拷贝构造都是深拷贝,在某些情况下就会使效率变得特别低,甚至崩溃的情况发生。在这种情形下,右值引用的作用就体现了出来。接下来模拟实现下string容器
namespace wzz
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
string(const char* str = "")
:_size(strlen(str))
, _capacity(_size)
{
//cout << "string(char* str)" << endl;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
// s1.swap(s2)
void swap(string& s)
{
::swap(_str, s._str);
::swap(_size, s._size);
::swap(_capacity, s._capacity);
}
// 拷贝构造
string(const string& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
cout << "string(const string& s) -- 深拷贝" << endl;
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
// 赋值重载
string& operator=(const string& s)
{
cout << "string& operator=(string s) -- 深拷贝" << endl;
string tmp(s);
swap(tmp);
return *this;
}
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void push_back(char ch)
{
if (_size >= _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_str[_size] = ch;
++_size;
_str[_size] = '\0';
}
//string operator+=(char ch)
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity; // 不包含最后做标识的\0
};
}
wzz::string operator+(const bit::string& s, char ch)
{
bit::string ret(s);
ret += ch;
return ret;
}
wzz::string to_string(int value)
{
bool flag = true;
if (value < 0)
{
flag = false;
value = 0 - value;
}
bit::string str;
while (value > 0)
{
int x = value % 10;
value /= 10;
str += ('0' + x);
}
if (flag == false)
{
str += '-';
}
std::reverse(str.begin(), str.end());
return str;
}
在operator+中:ret在按照值返回时,必须创建一个临时对象,临时对象创建好之后,ret就被销毁了,最后使用返回的临时对象构造s,s构造好之后,临时对象就被销毁了。仔细观察会发现:ret、临时对象、s每个对象创建后,都有自己独立的空间,而空间中存放内容也都相同,相当于创建了三个内容完全相同的对象,对于空间是一种浪费,程序的效率也会降低,而且临时对象确实作用不是很大,那能否对该种情况进行优化呢?
C++11提出了移动语义概念,即:将一个对象中资源移动到另一个对象中的方式,可以有效缓解该问题。(就是将ret中的资源转移到临时对象中,再将临时对象中的资源转移到s对象中。不过在这里涉及编译器优化的问题,稍后看一下。)
在C++11中如果需要实现移动语义,必须使用右值引用。对上述string类增加移动构造
// 移动构造
string(string&& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
cout << "string(string&& s) -- 资源转移" << endl;
swap(s);
}
// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{
cout << "string& operator=(string&& s) -- 资源转移" << endl;
swap(s);
return *this;
}
?
int main()
{
wzz::string s1("123456");
wzz::string s2(s1);
wzz::string s3(wzz::to_string(123);//这个调用的就是移动构造,因为to_string函数返回的是一个
//临时对象,难么他就是右值。
}
4.编译器优化对比
同一串代码,看看c++98和c++11编译器是如何优化的
wzz::string s1 = wzz::to_string(123);
C++98下的编译器优化
?C++11下的编译器优化
在c++98下,优化后的效率也是会增加一半;c++11下优化后效率直线上升,没有了深拷贝的构造函数,移动构造的出现真的提升了效率。?
wzz::string s1("123");
//情况1
wzz::string s2;
s2 = bit::to_string(123);
//情况2
wzz::string s3 = bit::to_string(123);
//这两种初始化是不一样的,情况1是先调用构造函数,再调用移动赋值
//而情况2则是直接调用移动构造!
//所以写出移动赋值函数也是很有必要的
//因为赋值重载也是深拷贝
?
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