C++左值、右值、move、forward

C++11引入了右值引用，有一定的理解成本，工作中发现不少同事对右值引用理解不深，认为右值引用性能更高等等。本文从实用角度出发，用尽量通俗易懂的语言讲清左右值引用的原理，性能分析及其应用场景，帮助大家在日常编程中用好右值引用和std::move。

1. 什么是左值、右值

首先不考虑引用以减少干扰，可以从2个角度判断：左值可以取地址、位于等号左边；而右值没法取地址，位于等号右边。

int a = 5;

• a可以通过 & 取地址，位于等号左边，所以a是左值。
• 5位于等号右边，5没法通过 & 取地址，所以5是个右值。

再举个例子：

struct A {
    A(int a = 0) {
        a_ = a;
    }
 
    int a_;
};
 
A a = A();

• 同样的，a可以通过 & 取地址，位于等号左边，所以a是左值。
• A()是个临时值，没法通过 & 取地址，位于等号右边，所以A()是个右值。

可见左右值的概念很清晰，有地址的变量就是左值，没有地址的字面值、临时值就是右值。

2. 什么是左值引用、右值引用

引用本质是别名，可以通过引用修改变量的值，传参时传引用可以避免拷贝，其实现原理和指针类似。 个人认为，引用出现的本意是为了降低C语言指针的使用难度，但现在指针+左右值引用共同存在，反而大大增加了学习和理解成本。

2.1 左值引用

左值引用大家都很熟悉，能指向左值，不能指向右值的就是左值引用：

int a = 5;
int &ref_a = a; // 左值引用指向左值，编译通过
int &ref_a = 5; // 左值引用指向了右值，会编译失败

引用是变量的别名，由于右值没有地址，没法被修改，所以左值引用无法指向右值。

但是，const左值引用是可以指向右值的：

const int &ref_a = 5;  // 编译通过

const左值引用不会修改指向值，因此可以指向右值，这也是为什么要使用const &作为函数参数的原因之一，如std::vector的push_back：

void push_back (const value_type& val);

如果没有const，vec.push_back(5)这样的代码就无法编译通过了。

2.2 右值引用

再看下右值引用，右值引用的标志是&&，顾名思义，右值引用专门为右值而生，可以指向右值，不能指向左值：

int &&ref_a_right = 5; // ok
 
int a = 5;
int &&ref_a_left = a; // 编译不过，右值引用不可以指向左值
 
ref_a_right = 6; // 右值引用的用途：可以修改右值

2.3 对左右值引用本质的讨论

下边的论述比较复杂，也是本文的核心，对理解这些概念非常重要。

2.3.1 右值引用有办法指向左值吗？

有办法，std::move：

int a = 5; // a是个左值
int &ref_a_left = a; // 左值引用指向左值
int &&ref_a_right = std::move(a); // 通过std::move将左值转化为右值，可以被右值引用指向
 
cout