C++ 左值、右值与 std::move

“左值”与“左值引用”

下面代码中，a 属于自己的内存空间，它是左值。而 10 和 20 没有地址属性，只是一个常量，都不能放在常量左边，它们都是右值。

int a = 10; // a 就是地址别名
// 汇编：把 10 放到了变量 a 里面
00007FF7AF111E9C  mov      dwoard ptr [a], 0Ah

a = 20;
// 汇编：把 20 放到了变量 a 里面
00007FF7AF111EA3  mov      dwoard ptr [a], 14h

下面的 b 就是左值引用。引用是变量的别名，引用通过指针来实现。

int a = 10;
00007FF7AF111EBE  mov     dword ptr [a], 0Ah
int& b = a;
00007FF7AF111EC5  lea     rax, [a]           // 记下 a 的地址
00007FF7AF111EC9  mov     dword ptr [b], rax // 将 a 的地址存入 b 地址

此时我们将 b 修改，类似于指针会帮我们做一次 * 解引用，直接修改了 a。

b = 20;
00007FF7AF111ECD  mov     rax, qword ptr [b]
00007FF7AF111ED1  mov     dword ptr [raw], 14h

“右值”与“右值引用”

右值一般没有地址。我们可以这么理解，右值引用就是右值的临时变量。

const int&& c = 20;
// 20 字面常量没地址，存到了临时栈上空间
00007FF7AF111ED7  mov     dword ptr [rbp+64h], 14h
// 此时右值 20 就有了临时地址
00007FF7AF111EDE  lea     rax, [rbp+64h]
// 此时再让指针指向 20 的临时地址
00007FF7AF111EE2  mov     qword ptr [c], rax

move 移动语意

std::move 的作用是将左值转换为右值。

上面的代码中，10、20 都是纯右值，在汇编里是没有任何地址属性。我们来看看，如何使用 std::move 将左值转换为右值，在汇编中是怎么样的。

const int&& c = std::move(a);
00007FF7AF111E77  lea     rax, [a]           // 记下 a 的地址
00007FF7AF111E7B  mov     dword ptr [c], rax // 将 a 的地址存入 c 地址

我们发现，这和左值引用一模一样！左值引用是：

int& b = a;
00007FF7AF111EC5  lea     rax, [a]           // 记下 a 的地址
00007FF7AF111EC9  mov     dword ptr [b], rax // 将 a 的地址存入 b 地址

更准确来说 std::move 仅仅是将包裹着 move 的 a 变成了右值，而变量 c 依旧是指向 a 的引用。其中 a 叫做将亡值。唯一的目的：让 c 在传递或者赋值时，触发移动构造，避免深拷贝。下面是一个例子：

std::string str1 = "Helloooooooooooooooooooooooo";
std::string str2 = str1; // 触发拷贝构造，是深拷贝，如果 str1 很长，会浪费很多资源

std::string str1 = "Helloooooooooooooooooooooooo";
std::string str2 = std::move(str1); // 触发移动构造

不过要注意，std::move 之后，在语意上我们将原来的左值给“移动”了，再去访问原来的对象就不符合移动语意。下面的例子中进行了一次非法访问，如果是更复杂的变量，可能会出现 core dump 的情况。

std::cout << "str1: " << str1 << std::endl; 
std::cout << "str2: " << str2 << std::endl; 
// str1: 
// str2: Helloooooooooooooooooooooooo