C++ 右值引用與 const 關鍵字

• 2022 年 10 月 8 日
• 筆記
• C++, C++ 基礎知識雜記

C++11 新增了另一種引用：右值引用（rvalue reference），這種引用可指向右值，是使用 && 聲明的。使用右值引用可以減少複製操作，延長臨時對象生命周期，提升程式性能。它一般被用來實現移動語義和完美轉發，將 const 關鍵字用於右值引用的場景不多，這裡來總結一下 const 右值引用的特性，對其是否具有實際應用價值不做討論。右值引用必須在創建的同時進行初始化，且只能使用右值進行初始化，可將 const 關鍵字用於右值引用，如下所示：

//聲明並初始化常規右值引用變數
int && rrx = 55;

//將const關鍵字用於右值引用變數，以下幾種為等效表示
const int && crrx = 55;
int const && crrx = 55;

在 Microsoft Visual Studio 中連續多個 const 會被編譯器解釋成一個，即 const const const const int && 與 const int && 等效，除此之外，const int const && 在 Microsoft Visual Studio 中也與 const int && 等效，而 int && const 在 QT minGW 中將會報錯，在 Microsoft Visual Studio 中與 int && 等效。

常規右值引用與 const 右值引用的特性如下：

• 類型為 int && 的引用只能用來引用右值，不能用來引用左值，後面可修改其值。可將類型為 int 的非左值（比如字面常量 100、多項表達式 1+50*2、函數的 int 返回值）、類型不是 int 但可轉換為 int 的非左值（比如多項表達式 1.0+50.0*2.0、字面常量 100.0、函數的 double 返回值）在初始化時賦給 rrx。變數初始化完成後，其地址就固定不變，其表現與 int 類型變數一致，右值引用變數自身屬於左值。
• 類型為 const int && 的引用也只能用來引用右值，不能用來引用左值，但後面不可修改其值。可將類型為 int 的非左值（比如字面常量 100、多項表達式 1+50*2、函數的 int 返回值）、類型不是 int 但可轉換為 int 的非左值（比如多項表達式 1.0+50.0*2.0、字面常量 100.0、函數的 double 返回值）在初始化時賦給 crrx。變數初始化完成後，其地址就固定不變，其表現與 const int 類型變數一致，自身也屬於左值。

常規右值引用變數的初始化用法如下：

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

//初始化方式二：多項表達式
int && rrx = 1+50*2;
int && rrx = 1.0+50.0*2.0;

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

右值引用在部分情況下會生成臨時變數（一個典型例子是使用字面常量右值如 100 來初始化右值引用變數），然後將右值引用變數作為該臨時變數的別名，這與 const 左值引用十分相似，但與之不同的是：const 左值引用變數初始化完成後其值就無法被修改（許可權為只讀），右值引用變數初始化完成後其值仍可修改（許可權為可讀可寫）。在另一些情況下，右值引用可以延長已有臨時變數的生命周期，減少複製操作的次數（一個典型例子是使用函數返回的類對象來初始化右值引用變數，在關閉編譯器優化的情況下可以將本需 2 次的複製操作減少為 1 次）。

被 const 關鍵字修飾的右值引用變數初始化用法如下，與常規右值引用變數的區別僅在於它們的可修改屬性不同。

//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：多項表達式
const int && crrx = 1+50*2;
const int && crrx = 1.0+50.0*2.0;

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

將初始化時 int && 與 const int && 可接受的形式列個表，如下，需要注意的是：可以將右值引用變數用於初始化左值引用變數，但不可將左值引用變數用於初始化右值引用變數，因為右值引用變數自身屬於左值。