某日二师兄加入XXX科技公司的C++工程师开发岗位第16面:

面试官:什么是左值,什么是右值?

二师兄:简略来说,左值就是能够应用&符号取地址的值,而右值个别不能够应用&符号取地址。

int a = 42;    //a是左值,能够&aint* p = &a;int* p = &42;    //42是右值,无奈取地址
二师兄:个别左值存在内存中,而右值存在寄存器中。
int a = 42, b = 1024;decltype(a+b);    //类型为右值,a+b返回的值存在寄存器中decltype(a+=b);    //类型为左值,a+=b返回的值存储在内存中
二师兄:严格意义上分,右值分为纯右值(pvalue)和将亡值(xvalue)。C++中,除了右值残余的就是左值。
42;                //纯右值int a = 1024;std::move(a);    //将亡值

面试官:C++98/03中曾经有了左值,为什么还要减少右值的概念?

二师兄:次要是为了效率。特地是STL中的容器,当须要把容器当作参数传入函数时:

void function(std::vector<int> vi2){    vi2.push_back(6);    for(auto& i: vi2) { std:: cout < i << " " ;}    std::cout << std::endl;}int main(int argc, char* argv[]){    std::vector<int> vi1{1,2,3,4,5};    function(vi1);    return 0;}

二师兄:当咱们要把vi1传入函数时,在C++98/03时只能通过拷贝构造函数,把vi1中所有的元素全副拷贝一份给vi2,拷贝实现之后,当function函数返回时,vi2被析构,而后vi1被析构。

二师兄:在C++11及之后,咱们能够通过std::move()vi1强制转为右值,此时在初始化vi2时执行的不是拷贝结构而是挪动结构:

void function(std::vector<int>&& vi2){    vi2.push_back(6);    for(auto& i: vi2) { std:: cout < i << " " ;}    std::cout << std::endl;}int main(int argc, char* argv[]){    std::vector<int> vi1{1,2,3,4,5};    function(std::move(vi1));    return 0;}

二师兄:这里只进行了一次结构。一次挪动(当元素特地多时,挪动的老本绝对于拷贝根本能够疏忽不记),一次析构。效率失去很大的晋升。

二师兄:当然,挪动过后的变量曾经不能再应用(身材被掏空),在std::move(vi1)之后应用vi1是未定义行为。

面试官:好的。那你晓得挪动结构是如何实现的吗?

二师兄:挪动结构是通过挪动构造函数实现的,当类有资源须要治理时,拷贝结构会把资源复制一份,而挪动结构偷走了原对象的资源。

struct Foo{    int* data_;        //copy construct    Foo(const Foo& oth)    {        data_ = new int(*oth.data_);    }    //move construct    Foo(Foo&& oth) noexcept    {        data_ = oth.data_;        //steal        oth.data_ = nullptr;    //set to null    }}

面试官:好的。你感觉挪动构造函数的noexcept关键字能省略吗?为什么?

二师兄:应该不能吧,具体不分明。

面试官:那你晓得std::move是如何实现的吗?

二师兄:如同是static_cast实现的吧。

面试官:那你晓得什么叫万能援用吗?

二师兄:万能援用次要用在模板中,模板参数是T,形参是T&&,此时能够传入任何类型的参数,所以称之为万能援用。

template<typename T>void function(T&& t) { ...}

面试官:那你晓得万能援用是如何实现的吗?

二师兄:不太分明。。

面试官:完满转发晓得吗?

二师兄:std::forward 吗,理解过一些,不太熟悉。

面试官:好的,回去等音讯吧。

让咱们来回顾以下二师兄明天的体现:

挪动构造函数的noexcept关键字能省略吗?为什么?

这里尽量不要省略。如果省略,编译器会推断是否会抛出异样。如果挪动构造函数可能会抛出异样,则编译器不会将其标记为noexcept。当编译器不标记为noexcept时,为了保障程序的正确性,编译器可能会采纳拷贝结构的形式实现挪动结构,从而导致效率升高。

须要留神的是,如果标记了noexcept但在挪动时抛出了异样,则程序会调用std::terminate()函数来终止运行。

晓得std::move是如何实现的吗?

这里确实是通过static_cast实现的,讲左值强行转换成右值,用来匹配挪动语义而非拷贝。

template<typename T>typename std::remove_reference<T>::type&& move(T&& t) { return static_cast<typename std::remove_reference<T>::type&&>(t);}
万能援用是如何实现的?

万能援用次要应用了援用折叠技术,

template<typename T>void function(T&& t) { ...}

当T类型为左值时,&& & 被折叠为&, 当T类型为右值时,&& &&被折叠称为&&。以下是折叠规定:

& &    -> && &&   -> &&& &   -> &&& &&  -> &&
完满转发晓得吗?

当咱们须要在function中传递t参数时,如何保障它的左值或右值语义呢?这时候完满转发就退场了:

template<typename T>void function2(T&& t2) {}template<typename T>void function(T&& t) {    function2(t);}

当传入的参数t的类型时右值时,因为援用折叠还是右值,此时的t尽管时一个右值援用,但t自身却是一个左值!这里十分的不好了解。如果咱们把t间接传入到function2,那么function2中的t2会被推导成左值,达不到咱们的指标。如果在调用function2时传入std::move(t),当t是右值时没有问题,但当t是左值时,把t挪动到t2t在内部不在能用。这也不合乎咱们的预期。此时std::forward闪亮退场!

template<typename T>void function2(T&& t2) {}template<typename T>void function(T&& t) {    function2(std::forward<T&&>(t));}

std::forward应用了编译时多态(SFINAE)技术,使得当参数t是左值是和右值是匹配不同的实现,实现返回不同类型援用的目标。以下是规范库的实现:

template <typename _Tp>constexpr _Tp && forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type &&__t) noexcept{    return static_cast<_Tp &&>(__t);}template <typename _Tp>constexpr typename std::remove_reference<_Tp>::type && move(_Tp &&__t) noexcept{    return static_cast<typename std::remove_reference<_Tp>::type &&>(__t);}

好了,今日份面试到这里就完结了。二师兄的体现如何呢?预知后事如何,且听下回分解。

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