快捷導(dǎo)航

一文搞懂C++11萬(wàn)能引用和右值引用

更新時(shí)間：2022年03月25日 10:43:03 作者：luoyayun361

本文主要介紹了C++11萬(wàn)能引用和右值引用，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

前言

我們通過(guò)一個(gè)問(wèn)題來(lái)進(jìn)入今天的話題：
1.形如 “type&&” 的結(jié)構(gòu)，就是右值引用嗎？
2.以下哪些屬于右值引用？

① void fun(Widget && param);
② Widget && var1= Widget();
③ auto && var2 = var1;
④ template<typename T> void f(std::vector<T>&& param);
⑤ template<typename T> void f(T&& param);

帶著以上的問(wèn)題，我們來(lái)看一下到底type&&的結(jié)構(gòu)包含了哪些含義。

正文

實(shí)際上，type&& 有兩種不同的含義。
其中一種就是右值引用。它僅僅會(huì)綁定右值，用于識(shí)別出可移對(duì)象。
另外一種含義，則表示既可以是右值引用，也可以是左值引用。這種雙重特性使其可以綁定到右值，也可以綁定到左值。還可以綁定到const對(duì)象或非const對(duì)象，以及volatile對(duì)象，甚至可以綁定那些既帶有const又帶有volatile的對(duì)象，擁有很強(qiáng)的靈活性，這就是萬(wàn)能引用。

那么，既然以上兩種含義都是 type&& 結(jié)構(gòu)，那么如何來(lái)區(qū)分二者呢？

萬(wàn)能引用

萬(wàn)能引用通常會(huì)在兩種場(chǎng)景現(xiàn)身：函數(shù)模板的形參和 auto聲明。
示例如下：

template<typename T> 
void f(T&& param);   //param是個(gè)萬(wàn)能引用

 auto && var2 = var1;

以上兩種場(chǎng)景的共同之處，在于它們都涉及型別推導(dǎo)。

在模板f中，param的類(lèi)型是推導(dǎo)得到的，而在var2的聲明語(yǔ)句中，var2的類(lèi)型也是推導(dǎo)得到的。

因?yàn)槿f(wàn)能引用首先是個(gè)引用，所以初始化是必須的。萬(wàn)能引用的初始化物會(huì)決定它代表的是個(gè)左值還是右值引用，如果初始化物是左值，萬(wàn)能引用就會(huì)對(duì)應(yīng)得到一個(gè)左值引用，同理，如果初始化物是右值，萬(wàn)能引用就會(huì)對(duì)應(yīng)得到一個(gè)右值引用。
對(duì)于作為函數(shù)形參的萬(wàn)能引用而言，初始化物在調(diào)用處提供：

template<typename T>?
void f(T&& param);

Widget w;
f(w); ? ?? ??? ? ?//左值被傳遞給f，param的類(lèi)型是Widget&，即左值引用

f(std::move(w)); ?//右值被傳遞給f，param的類(lèi)型是Widget&&，即右值引用

有一個(gè)需要注意的問(wèn)題是，萬(wàn)能引用除了要涉及型別推導(dǎo)，還有一個(gè)條件必須限定，就是必須要是“T&&”結(jié)構(gòu)才行。
而類(lèi)似

template<typename T> 
void f(std::vector<T>&& param);   //param是右值引用

這樣的類(lèi)型并不是萬(wàn)能引用，僅僅只是一個(gè)右值引用。

而且，如果有const修飾也不可能成為萬(wàn)能引用，比如：

template<typename T> 
void f(const T&& param);  //param是右值引用

那么，位于模板內(nèi)是不是就一定就會(huì)涉及到型別推導(dǎo)呢？還真不能保證?？匆韵率纠?/p>

template <class T,class Allocator = allocator<T>>
class vector{
public:
    void push_back(T&& x);
    ...
};

以上是來(lái)自C++標(biāo)準(zhǔn)中vector類(lèi)

這里的push_back的形參具備萬(wàn)能引用的正確形式，但是在本示例中，并不涉及到類(lèi)型推導(dǎo)。因?yàn)閜ush_back作為vector本身的一部分，如果不存在特定的vector實(shí)例，則它也無(wú)從存在。該實(shí)例的具體類(lèi)型完全決定了push_back的聲明類(lèi)型。
如：

std::vector<Widget> v;

會(huì)導(dǎo)致std::vector模板具現(xiàn)化為如下實(shí)例：

template <class Widget,class Allocator = allocator<Widget>>
class vector{
public:
    void push_back(Widget&& x);  //右值引用
    ...
};

現(xiàn)在就能看清楚push_back并未涉及到類(lèi)型推導(dǎo)。

而vector中的另外一個(gè)函數(shù)卻涉及到了類(lèi)型推導(dǎo)，如下：

template <class T,class Allocator = allocator<T>>
class vector{
public:
    template<class... Args>
    void emplace_back(Args&&... args);
    ...
};

以上emplace_back函數(shù)的形參 Args獨(dú)立于vector的型別形參T，所以Args必須在每次emplace_back被調(diào)用時(shí)進(jìn)行推導(dǎo)。所以這里的args是個(gè)萬(wàn)能引用。

最后，我們前面也提到過(guò)，auto變量也可以作為萬(wàn)能引用。確切的說(shuō)，聲明為auto&&的變量都是萬(wàn)能引用，因?yàn)榭隙ㄉ婕暗叫蛣e推導(dǎo)并且肯定有正確的形式（“T&&”）

比如在C++14中 lambda表達(dá)式可以聲明auto&&形參。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上描述，終于搞清楚了萬(wàn)能引用和右值引用的區(qū)別，那么回到文中最前面的問(wèn)題，③⑤都是萬(wàn)能引用，其他三個(gè)為右值引用，這下不會(huì)搞錯(cuò)了。

總結(jié)如下：

如果函數(shù)模板形參具備T&&型別，并且T的型別是推導(dǎo)而來(lái)，或如果對(duì)象使用auto&&聲明其類(lèi)型，則該形參或?qū)ο缶褪侨f(wàn)能引用
如果型別聲明不精確地具備type&&的形式，或者型別推導(dǎo)并未發(fā)生，則type&&就代表右值引用
若采用右值來(lái)初始化萬(wàn)能引用，就會(huì)得到一個(gè)右值引用，如果采用左值來(lái)初始化，則會(huì)得到一個(gè)左值引用。