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C++ 右值引用与 const 关键字

木三百川 2023-04-17 原文

C++11 新增了另一种引用：右值引用（rvalue reference），这种引用可指向右值，是使用 && 声明的。使用右值引用可以减少复制操作，延长临时对象生命周期，提升程序性能。它一般被用来实现移动语义和完美转发，将 const 关键字用于右值引用的场景不多，这里来总结一下 const 右值引用的特性，对其是否具有实际应用价值不做讨论。右值引用必须在创建的同时进行初始化，且只能使用右值进行初始化，可将 const 关键字用于右值引用，如下所示：

//声明并初始化常规右值引用变量
int && rrx = 55;

//将const关键字用于右值引用变量，以下几种为等效表示
const int && crrx = 55;
int const && crrx = 55;

在 Microsoft Visual Studio 中连续多个 const 会被编译器解释成一个，即 const const const const int && 与 const int && 等效，除此之外，const int const && 在 Microsoft Visual Studio 中也与 const int && 等效，而 int && const 在 QT minGW 中将会报错，在 Microsoft Visual Studio 中与 int && 等效。

常规右值引用与 const 右值引用的特性如下：

  • 类型为 int && 的引用只能用来引用右值，不能用来引用左值，后面可修改其值。可将类型为 int 的非左值（比如字面常量 100、多项表达式 1+50*2、函数的 int 返回值）、类型不是 int 但可转换为 int 的非左值（比如多项表达式 1.0+50.0*2.0、字面常量 100.0、函数的 double 返回值）在初始化时赋给 rrx。变量初始化完成后，其地址就固定不变，其表现与 int 类型变量一致，右值引用变量自身属于左值。
  • 类型为 const int && 的引用也只能用来引用右值，不能用来引用左值，但后面不可修改其值。可将类型为 int 的非左值（比如字面常量 100、多项表达式 1+50*2、函数的 int 返回值）、类型不是 int 但可转换为 int 的非左值（比如多项表达式 1.0+50.0*2.0、字面常量 100.0、函数的 double 返回值）在初始化时赋给 crrx。变量初始化完成后，其地址就固定不变，其表现与 const int 类型变量一致，自身也属于左值。

常规右值引用变量的初始化用法如下：

//初始化方式一：字面常量
int && rrx = 100;
int && rrx = 100.0;

//初始化方式二：多项表达式
int && rrx = 1+50*2;
int && rrx = 1.0+50.0*2.0;

//初始化方式二：函数返回值
int && rrx = abs(10);
int && rrx = sqrt(10.0);

右值引用在部分情况下会生成临时变量（一个典型例子是使用字面常量右值如 100 来初始化右值引用变量），然后将右值引用变量作为该临时变量的别名，这与 const 左值引用十分相似，但与之不同的是：const 左值引用变量初始化完成后其值就无法被修改（权限为只读），右值引用变量初始化完成后其值仍可修改（权限为可读可写）。在另一些情况下，右值引用可以延长已有临时变量的生命周期，减少复制操作的次数（一个典型例子是使用函数返回的类对象来初始化右值引用变量，在关闭编译器优化的情况下可以将本需 2 次的复制操作减少为 1 次）。

被 const 关键字修饰的右值引用变量初始化用法如下，与常规右值引用变量的区别仅在于它们的可修改属性不同。

//初始化方式一：字面常量
const int && crrx = 100;
const int && crrx = 100.0;

//初始化方式二：多项表达式
const int && crrx = 1+50*2;
const int && crrx = 1.0+50.0*2.0;

//初始化方式二：函数返回值
const int && crrx = abs(10);
const int && crrx = sqrt(10.0);

将初始化时 int && 与 const int && 可接受的形式列个表，如下，需要注意的是：可以将右值引用变量用于初始化左值引用变量，但不可将左值引用变量用于初始化右值引用变量，因为右值引用变量自身属于左值。

初始化时可接受的形式 int && 类型 const int && 类型
int 变量 不可以 不可以
const int 变量 不可以 不可以
int & 变量 不可以 不可以
const int & 变量 不可以 不可以
int && 变量 不可以 不可以
const int && 变量 不可以 不可以
形如 100 的 int 字面常量 可以 可以
形如 1+50*2 的 int 多项表达式 可以 可以
返回类型为 int 的函数返回值 可以 可以
形如 100.0 可转换为 int 的字面常量 可以 可以
形如 1.0+50.0*2.0 可转换为 int 的多项表达式 可以 可以
C++关键codestrongampC++

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