引用可以看成是 C++ 封装的指针，用来传递它所指向的对象。在 C++ 代码中实际上会经常和引用打交道，但是通常不会显式地表现出来。引用的基本原则是在声明时必须指向对象，以及对引用的一切操作都相当于对原对象操作。另外，引用不是对象，因此不存在引用的数组、无法获取引用的指针，也不存在引用的引用。
-引用主要分为两种，左值引用和右值引用。此外还有两种特殊的引用：转发引用和垂悬引用，不作详细介绍。另外，本文还牵涉到一部分常值的内容，请用[常值](./const.md)一文辅助阅读。
+引用主要分为两种，左值引用和右值引用。此外还有两种特殊的引用：转发引用和垂悬引用，不作详细介绍。另外，本文还牵涉到一部分常值的内容，请用 [常值](./const.md) 一文辅助阅读。
## 左值引用
??? note "左值和右值"
- 在赋值表达式 `X = Y` 中，我们说 X 是左值，它被用到的是在内存中的**地址**，在编译时可知；而 Y 则是右值，它被用到的是它的**内容**（值），内容仅在运行时可知。在 C++11 之后值的概念被进一步分类，分为泛左值、纯右值和亡值，具体参见[相关文档](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/value_category)。值得一提的是，尽管右值引用在 C++11 后才支持，但是右值概念却更早就被定义了。
+ 在赋值表达式 `X = Y` 中，我们说 X 是左值，它被用到的是在内存中的 **地址** ，在编译时可知；而 Y 则是右值，它被用到的是它的 **内容** （值），内容仅在运行时可知。在 C++11 之后值的概念被进一步分类，分为泛左值、纯右值和亡值，具体参见 [相关文档](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/value_category) 。值得一提的是，尽管右值引用在 C++11 后才支持，但是右值概念却更早就被定义了。
??? note "左值表达式"
如果一个表达式返回的是左值（即可以被修改），那么这个表达式被称为左值表达式。右值表达式亦然。
-通常我们会接触到的引用为左值引用，它通常被用来被赋值和访问，指向右值，它的名称来源于它通常放在等号左边。左值需要**在内存中有实体**，而不能指向临时变量。以下是来自[参考手册](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/reference)的一段示例代码。
+通常我们会接触到的引用为左值引用，它通常被用来被赋值和访问，指向右值，它的名称来源于它通常放在等号左边。左值需要 **在内存中有实体** ，而不能指向临时变量。以下是来自 [参考手册](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/reference) 的一段示例代码。
```cpp
#include <iostream>
#include <string>
-
+
int main() {
- std::string s = "Ex";
- std::string& r1 = s;
- const std::string& r2 = s;
-
- r1 += "ample"; // 修改 r1，即修改了 s
-// r2 += "!"; // 错误：不能通过到 const 的引用修改
- std::cout << r2 << '\n'; // 打印 r2，访问了s，输出 "Example"
+ std::string s = "Ex";
+ std::string& r1 = s;
+ const std::string& r2 = s;
+
+ r1 += "ample"; // 修改 r1，即修改了 s
+ // r2 += "!"; // 错误：不能通过到 const 的引用修改
+ std::cout << r2 << '\n'; // 打印 r2，访问了s，输出 "Example"
}
```
// 参数中的 s 是引用，在调用函数时不会发生拷贝
char& char_number(std::string& s, std::size_t n) {
- s += s; // 's' 与 main() 的 'str' 是同一对象
- // 此处还说明左值也是可以放在等号右侧的
- return s.at(n); // string::at() 返回 char 的引用
+ s += s; // 's' 与 main() 的 'str' 是同一对象
+ // 此处还说明左值也是可以放在等号右侧的
+ return s.at(n); // string::at() 返回 char 的引用
}
-
+
int main() {
- std::string str = "Test";
- char_number(str, 1) = 'a'; // 函数返回是左值，可被赋值
- std::cout << str << '\n'; // 此处输出 "TastTest"
+ std::string str = "Test";
+ char_number(str, 1) = 'a'; // 函数返回是左值，可被赋值
+ std::cout << str << '\n'; // 此处输出 "TastTest"
}
```
## 右值引用 (C++ 11)
-右值引用是用来赋给其他变量的引用，指向右值，它的名称来源于它通常放在赋值号右边。右值**可以在内存里也可以在CPU寄存器中**。另外，右值引用可以被看作一种**延长临时对象生存期的方式**。
+右值引用是用来赋给其他变量的引用，指向右值，它的名称来源于它通常放在赋值号右边。右值 **可以在内存里也可以在 CPU 寄存器中** 。另外，右值引用可以被看作一种 **延长临时对象生存期的方式** 。
```cpp
#include <iostream>
#include <string>
-
-int main()
-{
- std::string s1 = "Test";
-// std::string&& r1 = s1; // 错误：不能绑定到左值
-
- const std::string& r2 = s1 + s1; // 可行：到常值的左值引用延长生存期
-// r2 += "Test"; // 错误：不能通过到常值的引用修改
-
- std::string&& r3 = s1 + s1; // 可行：右值引用延长生存期
- r3 += "Test"; // 可行：能通过到非常值的右值引用修改
- std::cout << r3 << '\n';
+
+int main() {
+ std::string s1 = "Test";
+ // std::string&& r1 = s1; // 错误：不能绑定到左值
+
+ const std::string& r2 = s1 + s1; // 可行：到常值的左值引用延长生存期
+ // r2 += "Test"; // 错误：不能通过到常值的引用修改
+
+ std::string&& r3 = s1 + s1; // 可行：右值引用延长生存期
+ r3 += "Test"; // 可行：能通过到非常值的右值引用修改
+ std::cout << r3 << '\n';
}
```
-在上述代码中， `r3` 是一个右值引用，引用的是右值 `s1 + s1`。`r2` 是一个左值引用，可以发现**右值引用可以转为 const 修饰的左值引用**。
+在上述代码中， `r3` 是一个右值引用，引用的是右值 `s1 + s1` 。 `r2` 是一个左值引用，可以发现 **右值引用可以转为 const 修饰的左值引用** 。
## 一些例子
-### `++i` 和 `i++`
+### `++i` 和 `i++`
-`++i` 和 `i++` 是典型的左值和右值。`++i` 的实现是直接给i变量加一，然后返回i本身。因为i是内存中的变量，因此可以是左值。实际上前自增的函数签名是`T& T::operator++();`。而 `i++`则不一样，它的实现是用临时变量存下i，然后再对 i 加一，返回的是临时变量，因此是右值。后自增的函数签名是`T T::operator++(int);`。
+ `++i` 和 `i++` 是典型的左值和右值。 `++i` 的实现是直接给 i 变量加一，然后返回 i 本身。因为 i 是内存中的变量，因此可以是左值。实际上前自增的函数签名是 `T& T::operator++();` 。而 `i++` 则不一样，它的实现是用临时变量存下 i，然后再对 i 加一，返回的是临时变量，因此是右值。后自增的函数签名是 `T T::operator++(int);` 。
```cpp
int n1 = 1;
int n2 = ++n1;
-int n3 = ++ ++n1; // 因为是左值，所以可以继续操作
+int n3 = ++++n1; // 因为是左值，所以可以继续操作
int n4 = n1++;
// int n5 = n1++ ++; // 错误，无法操作右值
// int n6 = n1 + ++n1; // 未定义行为
-int&& n7 = n1++; // 利用右值引用延长生命期
-int n8 = n7++; // n8 = 1
+int&& n7 = n1++; // 利用右值引用延长生命期
+int n8 = n7++; // n8 = 1
```
-### 移动语义和 `std::move` ( C++11 )
+### 移动语义和 `std::move` (C++11)
-在 C++11 之后，C++ 利用右值引用新增了移动语义的支持，用来避免对象在堆空间的复制（ 但是无法避免栈空间复制 ）， STL 容器对该特性有完整支持。具体特性有[移动构造函数](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/move_constructor)、[移动赋值](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/move_assignment)和具有移动能力的函数（参数里含有右值引用）。
-另外，`std::move` 函数可以用来产生右值引用，需要引用 `<utility>` 头文件。
+在 C++11 之后，C++ 利用右值引用新增了移动语义的支持，用来避免对象在堆空间的复制（但是无法避免栈空间复制），STL 容器对该特性有完整支持。具体特性有 [移动构造函数](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/move_constructor) 、 [移动赋值](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/move_assignment) 和具有移动能力的函数（参数里含有右值引用）。
+另外， `std::move` 函数可以用来产生右值引用，需要引用 `<utility>` 头文件。
```cpp
-
// 移动构造函数
-std::vector<int> v{1,2,3,4,5};
-std::vector<int> v2(std::move(v)); // 移动v到v2, 不发生拷贝
+std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
+std::vector<int> v2(std::move(v)); // 移动v到v2, 不发生拷贝
assert(v.empty());
// 移动赋值函数
std::string s = "def";
std::vector<std::string> numbers;
numbers.push_back(std::move(s));
-
```
注意上述代码仅在 C++11 之后可用。
让函数返回引用值可以避免函数在返回时对返回值进行拷贝，如
```cpp
-char &get_val(std::string &str, int index)
-{
- return str[index];
-}
+char &get_val(std::string &str, int index) { return str[index]; }
```
尽管有了右值引用，你仍然不能返回在函数中新分配的栈空间，如果一定要在函数内分配新的空间并返回，请使用堆分配。例如如下两个函数都会导致内存错误。
```cpp
-std::vector<int> & getLVector ()
-{
- std::vector<int> x{1};
- return x;
+std::vector<int>& getLVector() {
+ std::vector<int> x{1};
+ return x;
}
-std::vector<int> && getRVector ()
-{
- std::vector<int> x{1};
- return std::move(x);
+std::vector<int>&& getRVector() {
+ std::vector<int> x{1};
+ return std::move(x);
}
```
struct Beta {
Beta_ab ab;
Beta_ab const& getAB() const& { return ab; }
- Beta_ab && getAB() && { return move(ab); }
+ Beta_ab&& getAB() && { return move(ab); }
};
-Beta_ab ab = Beta().getAB(); // 这里是移动语义，而非拷贝
+Beta_ab ab = Beta().getAB(); // 这里是移动语义，而非拷贝
```
## 参考内容
-1. [C++ 语言文档 —— 引用声明](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/reference)
-2. [C++ 语言文档 —— 值类别](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/value_category)
-3. [Is returning by rvalue reference more efficient?](https://stackoverflow.com/questions/1116641/is-returning-by-rvalue-reference-more-efficient)
-
+1. [C++ 语言文档——引用声明](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/reference)
+2. [C++ 语言文档——值类别](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/value_category)
+3. [Is returning by rvalue reference more efficient?](https://stackoverflow.com/questions/1116641/is-returning-by-rvalue-reference-more-efficient)
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