C++右值引用問題解決

更新時間：2023年06月20日 08:39:19 作者：dyyfyyds_

本文主要介紹了C++右值引用問題解決，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

1、右值引用與函數(shù)重載

class Int
{
    int value;
public:
    Int(int x = 0) :value(x) { cout << "create " << this << endl; }
    ~Int() { cout << "destroy " << this << endl; }
    Int(const Int& it) :value(it.value)
    {
        cout << &it << " copy " << this << endl;
    }
    Int& operator=(const Int& it)
    {
        if (this != &it)
        {
            value = it.value;
        }
        cout << &it << " operator= " << this << endl;
        return *this;
    }
    void PrintValue()const
    {
        cout<<"value: "<<value<<endl;
    }
    Int& SetValue(int x)
    {
        value=x;
        return *this;
    }
};
//void func(Int a){}//會和void fun(Int&& c)形成二義性，原因是無名對象即可以賦值給對象也可以賦值給右值引用
void func(Int& a)
{
    cout<<"lvalue_reference"<<endl;
}
void func(const Int& b)
{
    cout<<"lvalue_const_reference"<<endl;
}
void func(Int&& c)
{
    cout<<"rvalue_reference"<<endl;
}
int main()
{
    Int x(10);
    const Int y(20);
    func(x);//優(yōu)先匹配func(Int& a)，沒有就匹配func(const Int& b)
    func(y);//只能匹配func(const Int& b)
    func(Int(30));//優(yōu)先匹配func(Int&& c)，沒有就匹配func(const Int& b)
    Int z(10);
    func((Int&&)z);//調用func(Int&& c)
    func((const Int&&)z);//調用func(const Int& b)
    return 0;
}

2、右值引用優(yōu)化性能，避免深拷貝

class MyString
{
private:
    char* str;
public:
    MyString(const char* p=nullptr):str(nullptr)
    {
        if(p!=nullptr)
        {
            int n=strlen(p)+1;
            str=new char[n];
            strcpy_s(str,n,p);
        }
        cout<<"Create MyString"<<this<<endl;
    }
    ~MyString()
    {
        if(str!=nullptr)
        {
            delete[] str;
            str=nullptr;
        }
        str=nullptr;
    }
    MyString(const MyString& st):str(nullptr)//深拷貝
    {
        if(st.str!=nullptr)
        {
            int n=strlen(st.str)+1;
            str=new char[n];
            strcpy_s(str,n,st.str);
        }
        cout<<"Copy Create MyString"<<this<<endl;
    }
    MyString& operator=(const MyString& st)//深賦值
    {
        if(this==&st||str==st.str)
        {
            return *this;
        }
        delete[] str;//str為空時也可以進行delete，因為delete調用free，在free中會進行判空
        int n=strlen(st.str)+1;
        str=new char[n];
        strcpy_s(str,n,st.str);
        cout<<this<<"operator= MyString"<<&st<<endl;
        return *this;
    }
    void Print()const
    {
        if(str!=nullptr)
        {
            cout<<str<<endl;
        }
    }
};

2.1使用深拷貝和深復制會對堆區(qū)空間造成巨大影響

MyString func(const char* p)
{
    MyString tmp(p);
    return tmp;
}
int main()
{
    MyString s1("hello");
    s1=func("helloworld");
    s1.Print();
    return 0;
}

在main函數(shù)中能看見的字符串"hello"和"helloworld"均存放在.data區(qū)，p指針指向的也是.data區(qū)的"helloworld"。運行時進入主函數(shù)，首先創(chuàng)建s1對象，在堆區(qū)空間申請空間存放字符串"hello"，s1.str指向該堆區(qū)空間。

再調用func()函數(shù)，進入func()函數(shù)先創(chuàng)建tmp對象，在堆區(qū)申請空間存放字符串"helloworld"，tmp.str指向該堆區(qū)空間。

返回時，使用tmp對象構建將亡值對象xvalue，同樣的，在堆區(qū)申請和tmp所申請大小相同的空間，將字符串"helloworld"賦值過去進行存放，xvalue.str指向該堆區(qū)空間。需要注意的是xvalue這個將亡值對象是在main棧幀中創(chuàng)建的，而不是func()函數(shù)棧幀中。創(chuàng)建完將亡值對象后，func()函數(shù)結束銷毀tmp對象，將其所指向的堆區(qū)空間進行釋放。

再回到主函數(shù)，將該將亡值對象賦值給s1對象時，調用賦值函數(shù)。首先申請和將亡值對象申請大小相同的空間，將字符串"helloworld"賦值過去進行存放，釋放s1對象開始指向的堆區(qū)空間，之后再將s1.str重新指向新申請的空間。析構所有對象這樣整個程序結束。

由此看來，深拷貝在一些情況下嚴重干擾堆空間，對其不停的申請和釋放。

2.2使用移動拷貝構造和移動賦值提升性能（移動資源）

//移動拷貝構造
MyString(MyString&& st):str(nullptr)
{
    str=st.str;
    st.str=nullptr;
    cout<<"Move Copy Create"<<endl;
}
//移動賦值
MyString& operator=(MyString&& st)
{
    if(this==&st)return *this;
    delete[] str;
    str=st.str;
    st.str=nullptr;
    cout<<"Move Operator= "<<endl;
    return *this;
}

加入移動拷貝構造和移動賦值后再執(zhí)行下面代碼：

MyString func(const char* p)
{
    MyString tmp(p);
    return tmp;
}
int main()
{
    MyString s1("hello");
    s1=func("helloworld");
    s1.Print();
    return 0;
}

同樣的，運行時進入主函數(shù)，首先創(chuàng)建s1對象，在堆區(qū)空間申請空間存放字符串"hello"，s1.str指向該堆區(qū)空間。

再調用func()函數(shù)，進入func()函數(shù)先創(chuàng)建tmp對象，在堆區(qū)申請空間存放字符串"helloworld"，tmp.str指向該堆區(qū)空間。

返回時tmp為左值對象，但系統(tǒng)認為在func函數(shù)中定義的局部對象tmp其生存期只在該函數(shù)中，使用return返回tmp對象時，認為是要將tmp的資源進行移動，就會將其看成是將亡值。（系統(tǒng)“作弊”）

所以在func函數(shù)返回前會調用移動拷貝構造函數(shù)將tmp對象的資源移動給創(chuàng)建的xvalue將亡值，func函數(shù)結束，析構tmp對象。

回到main函數(shù)時，將將亡值xvalue賦值給s1對象時，調用移動賦值函數(shù)，將xvalue的資源再次移動給s1對象，賦值結束后xvalue將亡值對象消亡，打印s1的內容，析構所有對象程序結束。

在這個過程中，并沒有多次反復的申請空間和釋放空間，而是將申請的空間在多個對象之間進行移動，這樣就使得程序的性能提高。

如果將str設置為公有，即可在func和主函數(shù)中打印str的值，會發(fā)現(xiàn)tmp和func("helloworld")以及賦值完成后的s1的str值都相同，說明他們一直指向同一塊內存空間。

到此這篇關于C++右值引用問題的文章就介紹到這了,更多相關C++右值引用問題內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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