C++——右值引用

1.绑定到一个将要销毁的右值的引用——移动

2.左值表达式——对象的身份；右值表达式——对象的值

int i=42;
int& r=i;

int&& rr=i;//×，左值不能绑定到右值引用
int& r2=i*42;//×，右值不能绑定到左值引用

const int& r3=i*42;//√，右值可以绑定const引用
int&& rr2 = i*42;//右值绑定到右值引用

int&& rr1=42;//√
int&& rr2=rr1;//×

int&& rr3=std::move(rr1);//√，使用std可以避免潜在的命名冲突

3.左值持久，右值短暂（一般是字面常量，或表达式创建的临时对象（如上））//变量寿命很长的，出}才会被销毁

4.右值引用的对象即将被销毁且该对象没有其他用户

5.移动构造函数和移动赋值运算符

5.1 移动构造函数不分配任何新内存，直接接管给定的内存，接管后将原对象置为null

StrVec(StrVec&& s) noexcept :elements(s.elements), first_free(s.first_free), cap(s.cap)//接管s的资源
{
    s.elements = s.first_free = s.cap = nullptr;//让s进入null，否则销毁s时，构造也会被销毁
}

5.2 移动赋值运算符

StrVec& operator=(StrVec&& rhs) noexcept//为何其他地方不需要？
    {
        if (this != &rhs)//检测自赋值
        {
            free();
            elements = rhs.elements;
            first_free = rhs.first_free;
            cap = rhs.cap;
            rhs.elements = rhs.first_free = rhs.cap = nullptr;
        }
        return *this;
    }

5.3 合成移动操作：

　　类定义了自己的拷贝构造函数、拷贝赋值运算符或析构函数，便不会合成移动构造函数和移动赋值运算符。只有当一个类未定义任何自己版本的拷贝控制成员，且类的每个非static数据成员都可以移动时，编译器才会为其合成移动构造函数或移动赋值运算符。

struct X{
    int i;    //内置类型，可以移动
    string s;//string有定义的移动操作
};

struct hasX{
    X men;//X有合成的移动操作
};

X x,x2=std::move(x);//使用合成移动构造函数
hasX hx,hx2=std::move(hx);    //使用合成移动构造函数

5.4 定义了一个移动构造函数或移动赋值运算符的类，必须定义自己的拷贝操作。否则，这些成员将是delete的

6.移动右值，拷贝左值。但若没有移动构造函数，右值也被拷贝。

7.一个类有一个可用的拷贝构造函数，没有移动构造函数，则对象是通过拷贝构造函数来“移动”的。同理，适用于拷贝赋值运算符和移动赋值运算符。

class StrVec {
public:
    StrVec() :elements(nullptr), first_free(nullptr), cap(nullptr) {}//默认初始化
    StrVec(const StrVec&);//拷贝构造
    StrVec& operator=(const StrVec&);//拷贝赋值运算符
    ~StrVec();

    StrVec(StrVec&& s) noexcept :elements(s.elements), first_free(s.first_free), cap(s.cap)//接管s的资源
    {
        s.elements = s.first_free = s.cap = nullptr;//让s进入null
    }
    StrVec& operator=(StrVec&& rhs) noexcept
    {
        if (this != &rhs)//检测自赋值
        {
            free();
            elements = rhs.elements;
            first_free = rhs.first_free;
            cap = rhs.cap;
            rhs.elements = rhs.first_free = rhs.cap = nullptr;
        }
        return *this;
    }

    void push_back(const string&);//拷贝元素
    void push_back(string&&);//移动元素,右值引用
    string* begin() const { return elements; }
    string* end() const { return first_free; }

    size_t size() const { return first_free - elements; }
    size_t capacity() const { return cap - elements; }
private:
    static std::allocator<std::string> alloc;//分配器
    void chk_n_alloc() { if (size() == capacity()) reallocate(); }//每一次添加元素都要check

    pair<string*, string*> alloc_n_copy(const string*, const string*);//工具，给拷贝构造、赋值运算符和析构用
    void reallocate();                //获得更多内存并拷贝元素

    void free();        //销毁释放内存    

    std::string *elements;        //指向数组元素的指针
    std::string *first_free;    //指向第一个空闲元素的指针
    std::string *cap;            //指向数组尾后位置的指针
};

void StrVec::push_back(const string& s)
{
    chk_n_alloc();//确保空间够容纳新的元素
    alloc.construct(first_free++, s);
}

void StrVec::push_back(string&& s)
{
    chk_n_alloc();//确保空间够容纳新的元素
    alloc.construct(first_free++, std::move(s));
}

StrVec vec;
string s = "some thing";
vec.push_back(s);//调用push_back(const string& s)
vec.push_back("done");//调用push_back(string&& s)

8.左值和右值的引用成员函数

8.1 右值引用如何修饰成员函数，什么含义，怎么调用

class Foo 
{
    Foo& operator=(const Foo& rhs) &
    {
        //rhs赋值给本对象
        return *this;//指向左值
    }
    Foo sorted() && ;
    Foo sorted() const &;
private:
    list<int> data;
};
Foo Foo::sorted() &&//本对象是右值，没有其他用户，可以对源对象排序
{
    sort(data.begin(), data.end());
    return *this;
}
Foo Foo::sorted() const &//本对象是左值，只能先复制一份，再排序，不能改变原来的
{
    Foo ret(*this);
    sort(ret.data.begin(), ret.data.end());
    return ret;
}

8.2 定义两个或以上同名同参数列表的成员函数，要么都加上引用限定符，要么都不加

    Foo sorted() && ;//1
    Foo sorted() const &;//2都加（如果没有&就×）
    using Comp = bool(const int&, const int&);//com是函数类型的类型别名
    Foo sorted(Comp*);//3
    Foo sorted(Comp*) const;//4都不加（如果有&就×)

 9.问题

virtual Quote* clone() && {return new Quote(std::move(*this));}
virtual shared_ptr<Quote> clone() const & { return make_shared<Quote>(*this); }

有了&&限定符，*this本身就是右值？为何还要std::move(*this)呢？不能return new Quote(*this)？这种函数什么时候用？