右值引用（rvalue reference）是 C++11 引入的一個新特性，主要用于支持移動語義，優化資源的管理，尤其是在進行資源轉移時避免不必要的拷貝操作。右值引用通過 && 符號進行表示。

1. 右值引用的基本概念

• 右值：指那些不能取地址的臨時對象，比如字面量、臨時變量、運算結果等。
• 左值：指那些可以取地址的對象，如變量。
• 右值引用允許我們將臨時對象的資源“移動”到另一個對象中，而不是通過復制的方式，這在處理大對象或者復雜資源時非常有用。

2. 語法

右值引用的基本語法為 T&&，其中 T 是類型，&& 表示右值引用。

int&& r = 5;  // r 是一個右值引用，綁定到臨時整數 5

3. 右值引用的使用場景

右值引用主要用在以下幾個場景：

3.1 移動語義

右值引用可以讓我們通過移動而不是拷貝來傳遞資源，極大地提高性能，尤其是對于資源密集型的類型（如 std::vector, std::string）來說。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>class MyClass {
public:MyClass() {std::cout << "Constructor\n";}MyClass(const MyClass& other) {std::cout << "Copy Constructor\n";}MyClass(MyClass&& other) noexcept {  // 移動構造函數std::cout << "Move Constructor\n";}
};MyClass createObject() {return MyClass();  // 返回一個臨時對象
}int main() {MyClass obj1 = createObject();  // 使用移動構造return 0;
}

輸出：

Constructor
Move Constructor

在上面的例子中，createObject() 返回了一個臨時對象，通過右值引用（MyClass&&）的移動構造函數，資源被“移動”到 obj1，避免了不必要的拷貝。

3.2 std::move

std::move 是一個類型轉換函數，將左值轉換為右值引用。它本身并不做“移動”，只是改變了表達式的類型，允許右值引用的語法應用于左值。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <utility>  // std::movevoid processVector(std::vector<int>& v) {std::cout << "Processing left value\n";
}void processVector(std::vector<int>&& v) {std::cout << "Processing right value\n";
}int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3};processVector(vec);  // 傳遞左值processVector(std::move(vec));  // 傳遞右值return 0;
}

輸出：

Processing left value
Processing right value

在這個例子中，std::move 使得 vec 成為右值引用，從而調用右值版本的 processVector。

3.3 完美轉發（Perfect Forwarding）

在模板中，可以使用右值引用實現完美轉發，即將參數的值類別（左值或右值）完美地轉發到另一個函數。通常和 std::forward 配合使用。

示例：

#include <iostream>
#include <utility>  // std::forwardtemplate <typename T>
void wrapper(T&& arg) {process(std::forward<T>(arg));  // 完美轉發
}void process(int& x) {std::cout << "Left value: " << x << std::endl;
}void process(int&& x) {std::cout << "Right value: " << x << std::endl;
}int main() {int a = 10;wrapper(a);  // 左值傳遞wrapper(20); // 右值傳遞return 0;
}

輸出：

Left value: 10
Right value: 20

這里，wrapper 函數通過 std::forward(arg) 實現了完美轉發，保持了原始值的值類別。

4. 右值引用與常量

右值引用可以與常量結合使用，但需要注意，不能修改常量右值引用綁定的對象。

示例：

int&& r1 = 5;
const int&& r2 = 10;  // 常量右值引用

5. 右值引用與移動構造和移動賦值

右值引用是移動構造函數和移動賦值運算符的核心，它使得對象能夠“轉移”其資源，而不是進行昂貴的深拷貝。

#include <iostream>
#include <vector>class MyClass {
public:MyClass() {std::cout << "Constructor\n";}MyClass(const MyClass& other) {std::cout << "Copy Constructor\n";}MyClass(MyClass&& other) noexcept {std::cout << "Move Constructor\n";}MyClass& operator=(const MyClass& other) {std::cout << "Copy Assignment\n";return *this;}MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {std::cout << "Move Assignment\n";return *this;}
};int main() {MyClass a;MyClass b = std::move(a);  // 移動構造MyClass c;c = std::move(b);  // 移動賦值return 0;
}

輸出：

Constructor
Move Constructor
Move Assignment

總結：

• 右值引用 (T&&) 用于表示可以綁定到右值的引用。
• 主要用于移動語義，避免不必要的拷貝，提高性能。
• std::move 可以將左值轉換為右值引用。
• 右值引用是移動構造和移動賦值的基礎。
• 結合 完美轉發，右值引用可以幫助我們在模板中保持值類別。