cpp const引用和右值引用的区别，std::move（移动语义）, std::forward（完美转发）

程序员文章站 2024-03-01 09:05:28

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引言

string& 作为函数参数的问题
你在使用cpp过程是否遇到过使用string&作为函数参数，main调用的时候编译失败的问题？
例如下面这份简单的代码

void func(string& a) {

}

int main() {
func(“12323”);
}

编译器提示如下

[Error] invalid initialization of non-const reference of type ‘std::string& {aka std::basic_string&}’ from an rvalue of type 'const char*

const & 类型

上面的代码错误原因在于string&是一个引用类型，必须要有地址，而“asdfdsf”是const char*类型（是右值，可以理解为不可修改的值），无法直接转换到string&

简单的修改成如下可以编译通过

void func(const string& a) {
	
}

int main() {
	func("12323");
}

如何理解func中的 a？

a是一种const string& 类型，调用func会先调用string的构造函数string(const char*)生成一个临时变量，命名为a，函数调用结束之后就会销毁。

&& 类型

还有一个方案，修改为右值引用类型

void func(string&& a) {
	
}

int main() {
	func("12323");
}

三种引用的理解（左值引用 T & ； const引用 const T& ; 右值引用 T&&）

右值简单可以理解为没有明确地址的值，常见的右值有整数，浮点数，字符，字符串，例如以下

1，1.23， 2324， ‘c’，“23423535”

为什么需要右值引用？
c/c++默认值传递，传递函数参数过程中如果没有引用来修饰的话，会复制出一个临时变量出来，这个变量函数调用结束会销毁；而普通的引用只能接受有明确地址的变量，而右值引用接受没有明确地址的变量(例如上面列举的那些)
（代码1）
void func(string& a) { // 参数普通引用
b[0] = ‘a’;
}
```
int main() {
	func("abcdefg"); // 不合法 
	string s;
	func(s); // 合法
} 
```
（代码2）
void func(string&& a) { // 参数右值引用
a[0] = ‘a’;
}
```
int main() {
	func("abcdefg"); // 合法 
	string s;
	func(s); // 不合法
} 
```
何为左值引用（T&）
可以理解为一个指针，只不过c语言中的指针需要用*来取值，->来进行访问。引用简化了这个过程，让他使用起来更加的方便（和普通的类型一致）
函数参数传递引用相当于传递一个指针，可以避免不必要的构造函数。
何为const引用(const T&)
可以理解为const指针，const引用声明后没办法修改内部的值（只能调用非const方法），除此之外const引用支持右值来构造
string& aa = “21324”; // 不合法，因为"21324"没有明确的地址
const string& bb = “sdfdf”; // 合法，会找到合适的构造函数
b[0] = ‘a’; // 不合法，不可写入
cout << b[0] << endl; //合法，可以读
何为右值引用（T &&）
例如普通的引用 int& a = 1234; 是编译吧不通过的，因为1234没有明确地址空间
string c;
string& s = “abcdefg”; //不合法
string& a = c; //合法，c有明确的地址
string&& b = c; //不合法，只能用那些没有明确地址的值来赋值，例如"abcdefg"
string&& d = “abcdefg”; // 合法
const T& 和 T&&右什么区别？
两者几乎很相似，只不过const T&受到const的限制还有语义上的区别
1. const T&可以既可以接受普通的变量，又可以接受右值，但是操作起来不方便（受到const的限制），如果想要方便的操作的话，需要使用const_cast 把它转为普通的引用。
  void func(const string& a) {
  string& b = const_cast<string&>(a);
  }
```
int main() {
	func("abcdefg");
} 
```
  使用T&&可以省略去转换的过程
  void func(const string& a) {
  string& b = const_cast<string&>(a);
  b[0] = ‘a’; //合法的
  }
```
void func(string&& a) {
	//a是已经被转换好的。 
	a[0] = 'a'; // 合法的 
}
```
2. 语义上，一般const修饰过的变量一般就认为不可修改。（虽然可以修改但最好不要这么做）
  如果你想让你的函数即可接受普通的左值，又可以接受临时的变量，还想减少不必要的构造函数调用，可以这么做。
  void func(string& a) {
  a[0] = ‘a’;
  }
```
void func(string&& a) {
	func(a); // 这这里调用 void func(const string&) 
}

int main() {
	func("abcdefg"); // 调用 void func(string&&)
	string s;
	func(s); // 调用void func(string&) 
} 
```

std::move （移动语义）

待补充

std::forward（完美转发）

待补充