Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

В прежних версиях языка не было непосредственного способа перемещения объекта. Копию приходилось делать, даже если в этом не было никакой потребности. Когда объекты велики или когда они требуют резервирования памяти (например, строки), бесполезное копирование может обойтись очень дорого. Точно так же в предыдущих версиях библиотеки классы хранимых в контейнере объектов должны были допускать копирование. По новому стандарту в контейнерах можно хранить объекты типов, которые не допускают копирования, но могут быть перемещены.

Контейнеры библиотечных типов, классы stringи shared_ptrподдерживают как перемещение, так и копирование. Классы ввода-вывода и класс unique_ptrдопускают перемещение, но не копирование.

Для обеспечения операции пересылки, новый стандарт вводит новый вид ссылок — ссылки на r-значение. Ссылка на r-значение (r-value reference) — это ссылка, которая должна быть связана с r-значением. Ссылку на r-значение получают с использованием символа &&, а не &. Как будет продемонстрировано далее, у ссылок на r-значение есть важное свойство — они могут быть связаны только с тем объектом, который будет удален. В результате можно "перемещать" ресурсы от ссылки на r-значение в другой объект.

Напомним, что l- и r-значение — свойства выражения (см. раздел 4.1.1). Некоторые выражения возвращают или требуют l-значений; другие возвращают или требуют r-значений. Как правило, выражение l-значения относится к идентификатору объекта, тогда как выражение r-значения — к значению объекта.

Как и любая ссылка, ссылка на r-значение — это только другое имя для объекта. Как известно, нельзя связать обычные ссылки (которые далее будем называть ссылками на l-значение (l-value reference), чтобы отличить их от ссылок на r-значения) с выражениями, требующими преобразования, с литералами и с выражениями, которые возвращают r-значение (см. раздел 2.3.1). У ссылок на r-значение противоположные свойства привязки: можно связать ссылку на r-значение с выражениями, приведенными выше, но нельзя непосредственно связать ссылку на r-значение с l-значением:

int i = 42;

int &r = i; // ok: r ссылается на i

int &&rr = i; // ошибка: нельзя связать ссылку на r-значение

// с l-значением

int &r2 = i * 42; // ошибка: i * 42 - это r-значение

const int &r3 = i * 42; // ok: ссылку на константу можно

// связать с r-значением

int &&rr2 = i * 42; // ok: связать rr2 с результатом умножения

Функции, возвращающие ссылки на l-значение, наряду с присвоением, индексированием, обращением к значению, а также префиксные операторы инкремента и декремента являются примерами выражений, возвращающих l-значения. Ссылку на l-значение можно также связать с результатом любого из этих выражений.

Все функции, возвращающие не ссылочный тип, наряду с арифметическими, реляционными, побитовыми и постфиксными операторами инкремента и декремента возвращают r-значения. С этими выражениями нельзя связать ссылку на l-значение, но можно связать либо константную ссылку на l-значение, либо ссылку на r-значение.

Глядя на список выражений l- и r-значений, становится понятно, что l- и r-значения существенно отличаются друг от друга: у l-значений есть постоянное состояние, тогда как r-значения, литералы и временные объекты создаются лишь в ходе вычисления выражений.

Поскольку ссылки на r-значение могут быть связаны только с временным объектом, известно, что:

• упомянутый объект будет удален,

• у этого объекта не может быть других пользователей.

Совместно эти факты означают, что использующий ссылку на r-значение код способен получать ресурсы от объекта, на который ссылается ссылка.

Ссылки на r-значение ссылаются на объекты, которые будут вскоре удалены. Следовательно, можно "захватить" состояние объекта, связанного со ссылкой на r-значение.

Хотя мы редко думаем об этом, переменная — это выражение с одним операндом и без оператора. Подобно любому другому выражению, переменная как выражение имеет свойства l- и r-значения. Переменные как выражения — это l-значения. Удивительно, но как следствие невозможно связать ссылку на r-значение с переменной, определенной как тип ссылки на r-значение: