C++ 左值、右值、左值引用、右值引用

连热 · 2025-10-1 18:55:33

1、左值与右值

左值和右值是表达式的属性，核心区别在于：能否取地址、是否有持久的存储。
1.1 左值：有名字、能取地址、可被修改（通常）

左值是 “可以放在赋值号左边” 的表达式（但并非绝对，如 const 左值不能被修改），它有明确的内存地址，生命周期较长（如变量）。

int a = 10; // a 是左值（有名字、能取地址）
int* p = &a; // 合法：左值可以取地址
const int b = 20; // b 是 const 左值（有名字、能取地址，但不能修改）
// b = 30; // 错误：const 左值不可修改
int arr[5];
arr[0] = 1; // arr[0] 是左值（数组元素有地址）

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1.2 右值：无名字、不能取地址、临时存在

右值是 “只能放在赋值号右边” 的表达式，通常是临时结果（如字面量、表达式计算结果），没有持久的内存地址，生命周期短暂（表达式结束后销毁）。

int a = 10;
int b = 20;
// 以下都是右值
100; // 字面量（无名字，不能取地址）
a + b; // 表达式结果（临时值，无名字）
func(); // 函数返回值（非引用类型时，是临时值）

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关键特征：

右值不能被取地址：&(a + b) 会编译报错（无法对临时值取地址）。
右值是 “消耗品”：使用后就会销毁（除非被保存到左值中）。

右值的细分
C++11 后，右值又分为两种，但日常使用中无需严格区分，知道它们都是右值即可：

纯右值（Prvalue）：字面量（如 10）、表达式结果（如 a + b）、非引用返回的函数结果。
将亡值（Xvalue）：通过 std::move 转换后的左值（本质是 “即将被销毁的左值”，可被移动）。

2、左值引用：绑定左值的 “别名”

左值引用是最常用的引用类型，用 & 表示，只能绑定左值，本质是给左值起一个 “别名”，操作引用等价于操作原对象。
2.1 基本用法

int a = 10;
int& ref_a = a; // 正确：左值引用绑定左值（ref_a 是 a 的别名）
ref_a = 20; // 等价于 a = 20，a 现在是 20

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2.2 左值引用的限制

不能绑定右值
1. // int& ref = 10; // 错误：左值引用不能绑定右值（10 是右值）
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const 左值引用是特例：可以绑定右值（临时延长右值的生命周期）：
1. const int& ref = 10; // 正确：const 左值引用可绑定右值
2. // 原理：编译器会生成临时变量存储 10，ref 绑定这个临时变量（临时变量生命周期被延长至 ref 相同）
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2.3 左值引用的用途

避免函数传参时的拷贝（如传递大对象 vector）：
1. void func(const vector<int>& v) { ... } // 传引用，无拷贝
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允许函数修改外部变量（非 const 引用）：
1. void increment(int& x) { x++; }
2. int a = 5;
3. increment(a); // a 变为 6
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3、右值引用：绑定右值的 “专属引用”

右值引用是 C++11 新增的引用类型，用 && 表示，专门绑定右值，目的是 “利用右值的临时特性” 实现移动语义（避免不必要的拷贝）。
3.1 基本用法

int&& ref1 = 10; // 正确：右值引用绑定纯右值（10 是右值）
int a = 10, b = 20;
int&& ref2 = a + b; // 正确：右值引用绑定表达式结果（右值）

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3.2 右值引用的限制

不能直接绑定左值：
1. int a = 10;
2. // int&& ref = a; // 错误：右值引用不能直接绑定左值
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但可以通过 std::move 将左值 “强制转换” 为右值引用（本质是告诉编译器：“这个左值可以被当作右值处理，资源可以被转移”）
1. int a = 10;
2. int&& ref = std::move(a); // 正确：std::move 将 a 转为右值引用
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注意：std::move 不会移动任何数据，只是 “标记” 左值为 “可被移动” 的右值，本身是编译期操作，无运行时开销。

3.3 右值引用的核心用途：移动语义

右值引用的最大价值是实现移动语义—— 对于临时对象（右值），不再进行昂贵的拷贝，而是直接 “窃取” 其资源（如内存），大幅提升性能。
移动构造函数
[code]class MyString {private: char* data; // 存储字符串的动态内存public: // 普通构造函数 MyString(const char* str) { size_t len = strlen(str); data = new char[len + 1]; strcpy(data, str); cout

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