重載和引用函數編程實驗

• • 基本知識
  • • 左值與右值
    • 右值引用
    • 右值引用和成員函數
    • 關于該程序（重載和引用函數）
  • 示例代碼

本文是本人大一期間在校學習C++課程時所撰寫的實驗報告的摘錄，由于剛上大學，剛接觸計算機編程方面的相關知識，故可能會有很多不足甚至錯誤的地方，還請各位看官指出及糾正。
本文所涉及到的“教材”指：
電子工業出版社《C++ Primary中文版（第5版）》
如需轉載或引用請標明出處。

基本知識

左值與右值

在C語言里，一般而言，左值可以用于賦值語句的左側，而右值不能。但是在C++中，對于左值和右值的概念可以做出以下歸納：當一個對象被用作右值時，用的是對象的值（內容）；當對象被用作左值的時候，用的是對象的身份（即對象在內存中的位置）。

在本次實驗中，需要知道的是，某些函數或表達式的求值結果是一個右值而非左值。

右值引用

對象的拷貝操作在很多情況下都會發生，在其中的某些情況下，對象被拷貝之后就馬上被銷毀了，這時候移動對象而非拷貝對象將會大幅提高代碼的運行性能。為了支持移動操作，可以使用一種新的引用類型——右值引用，即必須綁定到右值的引用，我們通過&&而不是&來獲得右值引用。由于右值引用只能綁定到一個將要銷毀的對象，所以我們可以自由地將一個右值引用的資源“移動”到另一個對象中。

類似任何引用，一個右值引用也只是某個對象的另一個名字而已，它可以綁定到要求轉換的表達式、字面常量或是返回右值的表達式上，但是不能將一個右值引用直接綁定到一個左值上。如：

int i = 70; //i是一個左值 int& r1 = i; //正確：r1引用i int&& rr1 = i; //錯誤：右值引用rr1引用i int& r2 = i * 70; //錯誤：i*70返回的結果是一個右值 const int& r3 = i * 70; //正確：可以通過const將左值引用綁定到右值上 int&& rr2 = i * 70; //正確：rr2引用右值

此外，我們不能將一個左值引用綁定到這類表達式上，但可以通過const限定符將左值引用綁定到這類表達式上。

通過一個右值的右值引用作為參數，將引用對象的資源“移動”到新的對象之中，并且保證被引用的對象處于可析構的狀態，移動操作就得到了實現。

右值引用和成員函數

某個類的成員函數也可以通過定義其移動版本的操作，也可以利用移動資源的方法提高運行性能。這種允許移動的成員函數通常重載兩個版本：一個版本接受一個指向const的左值引用，另一個接受一個指向非const的右值引用。例如：

void push_back(const X&); //拷貝：綁定到任意類型的X void push_back(X&&); //移動：只能綁定到類型X的可修改的右值

我們可以將能轉換為類型X的任何對象傳遞給都一個版本的push_back，此版本從其參數拷貝數據。對于第二個版本，我們只可以傳遞給他非const的右值，此版本對于非const的右值是精準匹配，因此當我們傳遞一個可修改的右值時，編譯器會選擇運行這個版本，即此版本會從其參數“竊取”數據。

成員函數this的左值或右值屬性可以通過在參數列表后放置一個引用限定符來定義。引用限定符可以是&或&&，分別指出this可以指向一個左值或右值。類似于const限定符，引用限定符只能用于非static的成員函數，且必須同時出現在函數的聲明和定義中。若一個函數同時使用const和引用限定符，在此情況下，引用限定符必須跟在const限定符之后。

關于該程序（重載和引用函數）

本次實驗的程序通過自定義一個Foo類，重載有兩個版本的成員函數sorted，它們的this分別指向右值和左值，分別可以進行移動和拷貝操作。

通過簡單的例子演示了左值引用和右值引用的區別。詳情見代碼注釋部分。

示例代碼

#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std;class Foo { public:Foo sorted() && ; //函數聲明：可用于可改變的右值Foo sorted() const &; //上面函數的重載版本：可用于任何類型的Foo private:vector<int> data; };Foo Foo::sorted() && //本對象為右值，因此可以在原址上排序 {cout << "Rvalue reference version." << endl;sort(data.begin(), data.end());return *this; }Foo Foo::sorted() const & //本對象或為const或為左值，因此不能原址排序 {cout << "Lvalue reference version." << endl;Foo ret(*this); //所以要先拷貝一份對象sort(ret.data.begin(), ret.data.end()); //再進行排序return ret; //返回的是原對象的拷貝 }Foo& retFoo() //返回的是一個引用，該函數調用是一個左值 {return *(new Foo()); }Foo retVal() //返回的是一個值，該函數調用是一個右值 {return Foo(); }int main(void) {retVal().sorted(); //使用右值版本的sortedretFoo().sorted(); //使用左值版本的sorted system("pause");return 0; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的重载和引用函数编程实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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