c++关于 左右值 和 左右值引用 及 函数参数（万能引用，引用折叠，forward完美转发，std::move）

左右值和左右值引用是有区别的。

左右值是指对变量类别的区分，左值是有地址的值，可以长期存在；而右值是将亡值，是临时量，没有名字。

而左右值引用是指变量的类型，如int&, int&&等，下面举一个例子：

void func(int &p) {
    cout << "&p" << endl;
    return;
}

void func(int &&p) {
    cout << "&&p" << endl;
    return;
}

int main()
{
    int k = 1;
    int &lr = k;
    int &&rr = move(k);
    func(k);
    func(lr);
    func(rr);
    func(forward<int>(rr));
    func(1);
    
    return 0;
}

vs2022输出如下：

这里k被编译器推导为int &类型。至于rr的输出是&p，需注意区分左右值和左右值引用的关系。

此处rr是一个变量类型为int的右值引用的左值，因此rr作为参数和左值参数匹配。

至于后两个输出具体见下文分析。

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上例中也可以看出，当函数参数类型为左值引用时，匹配左值参数，右值引用匹配右值参数。

这里可以再提一下引用折叠和万能引用的内容。

补充知识：

万能引用即模板中T&&或auto &&，必须注意当且仅当存在类型推导时&&才会被认为是万能引用。

（需注意，并非所有T&&都是万能引用，如下例：

 

template<class T, class Allocator = allocator<T>>   //来自C++标准
class vector
{
public:
    void push_back(T&& x);
    …
}

 

push_back函数的参数虽然为T&& x,但是在声明vector时，T的类型是被显示指出的，而非自动推导的，即如vector<type>x; push_back此时的参数即为type&&

 

）

左值和右值在模板推导时是存在差异的，对于类型T的lvalue(左值)，模板会推导为T&类型；但是对于类型T的右值，模板会推导为T。

在模板函数中，模板参数类型由编译器去自动匹配时，左值会匹配为t&,右值会匹配为t&&

using namespace std;

template<typename T>
void print(T& value) {
    cout << "左值" << endl;
}

template<typename T>
void print(T&& value) {
    cout << "右值" << endl;
}

template<typename T>
void func(T&& value) {
    print(value);
    print(forward<T>(value));
}

int main()
{
    int k = 1;
    int &lr = k;
    int &&rr = move(k);
    cout << "k" << endl;
    func(k);
    cout << "lr" << endl;
    func(lr);
    cout << "rr" << endl;
    func(rr);
    cout << "1" << endl;
    func(1);
    return 0;
}

vs2022输出如下：

 这里逐一分析一下。对于前三者k,lr,rr，他们三者均为左值，因此编译器会推导出其类型为int &,从而T的类型为int &。

函数func的参数类型为T &&。&&之所以被称为万能引用，是因为引用折叠的原理。

对于前三者k,lr,rr，T=int &,T &&=int & &&=int &。因此该处函数参数为左值引用，而传入参数又为左值，故匹配，func可被正常调用。

对于常数1，其是右值，T=int。(这里需注意万能引用绑定到右值模板会推导为T而非T&&)，因此T&&=int &&，(注意此处未发生引用折叠)。因此参数类型为int&&可正常匹配右值1.

所以说左右值都可以匹配函数func，故而称模板参数T&&为万能引用。

再看程序输出，k，lr，rr均为左值，到函数内部也是左值，因此输出均为左值。

1是右值，匹配到函数内，参数value获取了该右值，但是对于value来说，其是一个类型为右值引用的左值，因此直接将其作为print的参数会输出左值。

但是使用forward函数转发，forward函数会根据参数类型决定返回值类型，若参数为右值或右值引用，则会返回右值，反正返回左值，因此得到的返回值是右值。

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std::move可将实参转化为右值，其源码为：

//c++11
template<typename T>                            //在std命名空间
typename remove_reference<T>::type&&
move(T&& param)
{
    using ReturnType =                          //别名声明
        typename remove_reference<T>::type&&;

    return static_cast<ReturnType>(param);
}

从源码可看出其返回的对象是一个右值引用，这里再提一下右值引用函数和左值引用函数。

若函数返回值为值传递，那么函数返回的参数一定为右值。

若函数返回值为左值引用，那么函数返回的参数一定为左值。

若函数返回值为右值引用，那么函数返回的参数一定为右值。

因此，std::move可以返回一个类型为右值的参数，期间不发生任何拷贝。

 

无论是std::move还是std::forward，他们都对原参数不做任何修改，仅仅做了转发。发生修改的过程往往在移动或拷贝构造函数等过程中。

 EffectiveModernCpp中条款25指出

对右值引用使用std::move，对通用引用使用std::forward

本文为个人理解，仅供参考，若有错误欢迎指出