在C++98时代，我们经常会遇到这样的性能瓶颈：当需要返回或传递大型对象（如字符串、向量或自定义资源管理类）时，不得不进行昂贵的深拷贝操作。即使我们知道某些对象即将被销毁，也无法避免这种拷贝开销。

C++11引入的右值引用和移动语义彻底改变了这一局面，让C++程序员能够写出更高效、更现代的代码。

基础概念 - 左值与右值

左值（lvalue）是指具有持久状态的表达式，简单说就是有名字、有内存地址的对象。

int a = 10;           // a是左值
int* ptr = &a;        // 可以取地址，是左值的特征

std::string s = "hello";  // s是左值
std::string& ref = s;     // 可以绑定到左值引用

右值（rvalue）是指临时性的表达式，通常是短暂存在的中间结果。

int result = 3 + 4;    // 3+4是右值（计算结果）

std::string getString() { return "temp"; }
std::string s = getString(); // getString()返回值是右值

int x = 10;           // 10是右值（字面量）

问题根源 - 不必要的拷贝

class MyVector {
    int* data;
    size_t size;
public:
    // 拷贝构造函数 (深拷贝)
    MyVector(const MyVector& other) : size(other.size) {
        data = new int[size];
        std::copy(other.data, other.data + size, data);
        std::cout << "深拷贝发生！成本: " << size * sizeof(int) << " 字节\n";
    }
};

MyVector createLargeVector() {
    MyVector vec(1000000); // 创建一个包含一百万个整数的向量
    // ... 填充 vec ...
    return vec; // 返回时，理论上 vec 即将销毁
}

int main() {
    MyVector v = createLargeVector(); // C++98: 触发深拷贝！拷贝一百万整数！
}

在 createLargeVector()返回时，vec是一个即将被销毁的局部对象（本质上是右值）。它的内部资源（那个包含一百万个整数的数组）在 vec析构时会被释放掉。然而，在 main函数中构造 v时，我们却不得不进行代价高昂的深拷贝，将这一百万个整数完整地复制一份。这造成了双重浪费：

深拷贝本身消耗大量 CPU 时间和内存带宽。
vec内部的资源最终会被销毁，我们本可以“直接拿来”给 v用，却选择了复制一份然后销毁原版。

注意：由于现代编译器的返回值优化（RVO）功能，上述示例无法按照期望运行，可以尝试禁用编译器优化。

返回值优化（Return Value Optimization, RVO）是 C++ 编译器的一项优化技术，它允许编译器在返回一个局部对象时，避免执行不必要的拷贝（或移动）构造函数，从而直接将对象构造在函数外部的目标内存位置。简单来说，它消除了函数返回时产生的临时对象。

解决方案 - 右值引用和移动语义

C++11引入了右值引用，语法为T&&，它专门用于绑定到右值（临时对象）。

1 2	int&& rref = 10 + 20; // 右值引用绑定到临时结果 std::string&& sref = getString(); // 绑定到函数返回的临时对象

有了右值引用，我们就可以对上述MyVector类进行改造，使其支持移动语义。

MyVector(MyVector&& other) noexcept
    : data_(other.data_), size_(other.size_) {
  other.data_ = nullptr;
  other.size_ = 0;
  std::cout << "移动构造发生！成本: 0 字节\n";
}

MyVector& operator=(MyVector&& other) noexcept {
  if (this != &other) {
    delete[] data_;
    data_ = other.data_;
    size_ = other.size_;
    other.data_ = nullptr;
    other.size_ = 0;
    std::cout << "移动赋值发生！成本: 0 字节\n";
  }
  return *this;
}

对于没有定义移动构造函数或移动赋值运算符的类使用std::move，会自动回退到使用拷贝构造函数或拷贝赋值运算符，而如果拷贝构造函数或拷贝赋值运算符也没定义，则会编译错误。

如果类成员是内置类型 (int, double, 指针等)、支持移动的类型（如std::string、std::vector等）,无需自定义移动构造函数或移动赋值运算符，编译器会自动支持移动操作。（见下面的Rule of Zero）

基本原则

Rule of Zero

零法则，在现代C++中，鼓励通过使用标准库容器 (std::vector, std::string) 、智能指针 (std::unique_ptr, std::shared_ptr)等标准库提供的工具来管理资源，从而无需手动编写析构函数、拷贝构造函数和拷贝赋值运算符（C++11的“三个大”）。在这种情况下，编译器提供的默认版本已经足够且正确。这种方法不仅简化了代码，还能有效降低出错的可能性。

Rule of Five

如果一个类需要自定义实现以下五个特殊成员函数中的任何一个，那么它也需要为这五个函数都提供自定义实现，以确保资源管理的正确性和行为的一致性。

析构函数
拷贝构造函数
拷贝赋值运算符
移动构造函数
移动赋值运算符

C++ 编译器有一套明确的规则来决定何时自动生成特殊成员函数（拷贝构造、拷贝赋值、移动构造、移动赋值、析构）：

类中声明的成员函数	编译器自动生成的函数
无特殊成员函数	所有：拷贝构造、拷贝赋值、移动构造、移动赋值、析构
有析构函数	拷贝构造、拷贝赋值（不生成移动操作）
有拷贝构造或拷贝赋值	析构（不生成移动操作）
有移动构造或移动赋值	不生成拷贝操作（拷贝构造和拷贝赋值被删除）

std::move

std::move实际上只是一个静态类型转换：

template <typename T>
decltype(auto) move(T&& param) {
    return static_cast<std::remove_reference_t<T>&&>(param);
}

它的唯一作用是将表达式转换为右值引用类型，告诉编译器：”这个对象可以被视为临时对象，允许移动其资源”。

如果一个类没有移动构造函数或移动赋值运算符，使用 std::move 仍然有效，但行为会有所不同：

如果类有拷贝操作：编译器会退回到拷贝构造函数，因为右值引用可以绑定到const T&参数。
如果类没有拷贝操作：如果满足自动生成移动操作，则使用默认的移动操作，否则代码无法编译。

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C++右值