一： 背景
最近在看 C++ 的右值引用和移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)，感覺(jué)這東西一時(shí)半會(huì)還挺難理解的，可能是沒(méi)踩過(guò)這方面的坑，所以沒(méi)有那么大的深有體會(huì)，不管怎么說(shuō)，這一篇我試著聊一下。
二： 右值引用
1. 它到底解決了什么問(wèn)題？
在其他編程語(yǔ)言中，很少聽(tīng)到 右值引用 這個(gè)詞，我個(gè)人感覺(jué)還是 C++ 這個(gè) 值類型 優(yōu)先的語(yǔ)言基因決定的，我們都知道 值類型 作為方法參數(shù)或者返回值時(shí)會(huì)生成自身的副本，如果 值類型 很大，那一來(lái)一回生成若干個(gè)深復(fù)制的 臨時(shí)對(duì)象 將會(huì)產(chǎn)生巨大的性能開(kāi)銷。
總結(jié)一句話：右值引用 就是盡可能的減少這中間 臨時(shí)對(duì)象 個(gè)數(shù)，尤其是關(guān)聯(lián)到 heap 上的對(duì)象，僅此而已。
2. 右值引用是個(gè)什么樣子？
說(shuō)到 右值引用 得先說(shuō)什么是 右值，左值 ， 左值 一般都是帶有內(nèi)存地址的變量，而 右值 一般是立即數(shù)或者運(yùn)算過(guò)程中的臨時(shí)對(duì)象，這種對(duì)象不會(huì)有地址值，是不是很繞，我舉個(gè)例子吧。
int main(){int i = 10;int j = 11;int sum = i + j;}
屬于右值，因?yàn)樗旧頉](méi)有內(nèi)存地址，除非把它們放入到棧中或者堆中。
屬于左值，因?yàn)樗鼈兪蔷€程棧上地址的標(biāo)識(shí)符。
知道了 左右值 概念，接下來(lái)理解 左右值引用 就很簡(jiǎn)單了，既然是 引用，必然是多個(gè)變量指向同一個(gè)地址，對(duì)吧，修改下代碼如下：
int main(){int i = 10;int& k = i;//左值引用int&& m = 10;//右值引用}
接下來(lái)看下匯編代碼：
33: int i = 10;00FB182F mov dword ptr [ebp-0Ch],0Ah 34: int& k = i;00FB182F mov dword ptr [ebp-0Ch],0Ah 00FB1836 lea eax,[ebp-0Ch] 00FB1839 mov dword ptr [ebp-18h],eax 36: int&& m = 10;00FB183C mov dword ptr [ebp-30h],0Ah 00FB1843 lea eax,[ebp-30h] 00FB1846 mov dword ptr [ebp-24h],eax
從匯編代碼看，它們是一模一樣的，也就是說(shuō)在匯編層面，其實(shí)并沒(méi)有 右值引用 和 左值引用 一說(shuō)。
有了這些基礎(chǔ)，我們來(lái)看下更復(fù)雜的 class 結(jié)構(gòu)。
三： 右值引用如何減少對(duì)象的創(chuàng)建
1. 簡(jiǎn)要思路
其實(shí)仔細(xì)想一想，減少臨時(shí)對(duì)象的創(chuàng)建，無(wú)非就是在運(yùn)算過(guò)程中復(fù)用一些對(duì)象，不需要每次都走賦值構(gòu)造函數(shù)來(lái)進(jìn)行深復(fù)制，畫個(gè)圖就像下面這樣。
明白了這個(gè)思路，接下來(lái)我們舉一個(gè)例子說(shuō)明。
2. 一個(gè)簡(jiǎn)單的例子
C++ 最煩的地方就是有太多的構(gòu)造函數(shù), 數(shù)不勝數(shù)，太尷尬了，這里我做一個(gè)簡(jiǎn)單的 + 操作例子。
#include #include using namespace std;class StringBuidler {public:char* str;int length;public:StringBuidler() {}StringBuidler(int len, char c) {this->str = new char[len];this->str[0] = c;this->length = len;}StringBuidler(const StringBuidler& s) {printf(“StringBuidler：深復(fù)制 “);this->length = s.length;this->str = new char[s.length];for (size_t i = 0; i str[i] = s.str[i];}}StringBuidler operator+(const StringBuidler& p) {StringBuidler tmp;tmp.length = this->length + p.length;tmp.str = new char[tmp.length];int index = 0;for (size_t i = 0; i length; i++){tmp.str[index++] = this->str[i];}for (size_t i = 0; i < p.length; i++){tmp.str[index++] = p.str[i];}return tmp;}};int main(){StringBuidler s1(10, 'a');StringBuidler s2(5, 'b');StringBuidler s3 = s1 + s2;printf("s3.length=%d, s1.length=%d, s2.length=%d ", s3.length, s1.length, s2.length);}折疊
從這個(gè)例子中可以看到，s1+s2 操作中出現(xiàn)了一次 深copy,具體代碼出現(xiàn)在 return 處，匯編代碼如下：
因?yàn)槭巧顝?fù)制，所以會(huì)再次生成一個(gè) new char[] ，如果 new char[] 很大，那將會(huì)是不必要的性能開(kāi)銷，能不能像我畫的圖一樣，將 s3 中的 str 指針直接指向 tmp 所持有的 heap 上的 char[] 數(shù)組來(lái)達(dá)到復(fù)用目的呢？ 肯定是可以的。
3. 性能優(yōu)化方案
這里需要用 右值引用 + 移動(dòng)構(gòu)造函數(shù) 讓 s3.str 指向 tmp.str，從而避免復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，在 StringBuilder 類中加一個(gè)方法如下：
StringBuidler(StringBuidler&& s) {this->str = s.str;this->length = s.length;s.str = nullptr;}
然后把程序跑起來(lái)，截圖如下：
可以看到，深復(fù)制已經(jīng)沒(méi)有了，這個(gè)過(guò)程會(huì)在 return 處被調(diào)用，編譯器會(huì)判斷如果是右值的話，自動(dòng)走 移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)，沒(méi)有這個(gè)函數(shù)就會(huì)走 賦值構(gòu)造函數(shù)。
四： 總結(jié)
總之 右值引用 可以讓你盡可能的復(fù)用一些中間對(duì)象，達(dá)到一個(gè)性能上的提升，其實(shí)對(duì) C# 程序員來(lái)說(shuō)，這么簡(jiǎn)單的引用賦值，C++ 搞出了這么多概念，真的很難理解，可能還是那句話，這是 C++ 的值類型優(yōu)先的基因決定的。
