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某日二師兄參加XXX科技公司的C++工程師開發崗位第16面：
面試官：什麼是左值，什麼是右值？
二師兄：簡單來說，左值就是可以使用
&符號取地址的值，而右值一般不可以使用&符號取地址。
int a = 42; //a是左值，可以&a
int* p = &a;
int* p = &42; //42是右值，無法取地址
二師兄：一般左值存在記憶體中，而右值存在寄存器中。
int a = 42, b = 1024;
decltype(a+b); //類型為右值，a+b返回的值存在寄存器中
decltype(a+=b); //類型為左值，a+=b返回的值存儲在記憶體中
二師兄：嚴格意義上分，右值分為純右值（
pvalue）和將亡值（xvalue）。C++中，除了右值剩餘的就是左值。
42; //純右值
int a = 1024;
std::move(a); //將亡值
面試官：C++98/03中已經有了左值，為什麼還要增加右值的概念？
二師兄：主要是為了效率。特別是
STL中的容器，當需要把容器當作參數傳入函數時：
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;
}
二師兄：當我們要把
vi1傳入函數時，在C++98/03時只能通過拷貝構造函數，把vi1中所有的元素全部拷貝一份給vi2，拷貝完成之後，當function函數返回時，vi2被析構，然後vi1被析構。二師兄：在C++11及之後，我們可以通過
std::move()把vi1強制轉為右值，此時在初始化vi2時執行的不是拷貝構造而是移動構造：
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;
}
二師兄：這裡只進行了一次構造。一次移動（當元素特別多時，移動的成本相對於拷貝基本可以忽略不記），一次析構。效率得到很大的提升。
二師兄：當然，移動過後的變數已經不能再使用（身體被掏空），在
std::move(vi1)之後使用vi1是未定義行為。面試官：好的。那你知道移動構造是如何實現的嗎？
二師兄：移動構造是通過移動構造函數實現的，當類有資源需要管理時，拷貝構造會把資源複製一份，而移動構造偷走了原對象的資源。
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
}
}
面試官：好的。你覺得移動構造函數的
noexcept關鍵字能省略嗎？為什麼？二師兄：應該不能吧，具體不清楚。
面試官：那你知道std::move是如何實現的嗎？
二師兄：好像是
static_cast實現的吧。面試官：那你知道什麼叫萬能引用嗎？
二師兄：萬能引用主要用在模板中，模板參數是
T，形參是T&&，此時可以傳入任何類型的參數，所以稱之為萬能引用。
template<typename T>
void function(T&& t) { ...}
面試官：那你知道萬能引用是如何實現的嗎？
二師兄：不太清楚。。
面試官：完美轉發知道嗎？
二師兄：
std::forward嗎，瞭解過一些，不太熟悉。面試官：好的，回去等消息吧。
讓我們來回顧以下二師兄今天的表現：
移動構造函數的
noexcept關鍵字能省略嗎？為什麼？
這裡儘量不要省略。如果省略，編譯器會推斷是否會拋出異常。如果移動構造函數可能會拋出異常，則編譯器不會將其標記為noexcept。當編譯器不標記為noexcept時，為了保證程式的正確性，編譯器可能會採用拷貝構造的方式實現移動構造，從而導致效率降低。
需要註意的是，如果標記了noexcept但在移動時拋出了異常，則程式會調用std::terminate()函數來終止運行。
知道std::move是如何實現的嗎？
這裡的確是通過static_cast實現的，講左值強行轉換成右值，用來匹配移動語義而非拷貝。
template<typename T>
typename std::remove_reference<T>::type&& move(T&& t) { return static_cast<typename std::remove_reference<T>::type&&>(t);}
萬能引用是如何實現的？
萬能引用主要使用了引用摺疊技術，
template<typename T>
void function(T&& t) { ...}
當T類型為左值時，&& & 被摺疊為&， 當T類型為右值時，&& &&被摺疊稱為&&。以下是摺疊規則：
& & -> &
& && -> &
&& & -> &
&& && -> &&
完美轉發知道嗎？
當我們需要在function中傳遞t參數時，如何保證它的左值或右值語義呢？這時候完美轉發就登場了：
template<typename T>
void function2(T&& t2) {}
template<typename T>
void function(T&& t)
{
function2(t);
}
當傳入的參數t的類型時右值時，由於引用摺疊還是右值，此時的t雖然時一個右值引用，但t本身卻是一個左值！這裡非常的不好理解。如果我們把t直接傳入到function2，那麼function2中的t2會被推導成左值，達不到我們的目標。如果在調用function2時傳入std::move(t)，當t是右值時沒有問題，但當t是左值時，把t移動到t2，t在外部不在能用。這也不符合我們的預期。此時std::forward閃亮登場！
template<typename T>
void function2(T&& t2) {}
template<typename T>
void function(T&& t)
{
function2(std::forward<T&&>(t));
}
std::forward使用了編譯時多態（SFINAE）技術，使得當參數t是左值是和右值是匹配不同的實現，完成返回不同類型引用的目的。以下是標準庫的實現：
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，今日份面試到這裡就結束了。二師兄的表現如何呢？預知後事如何，且聽下回分解。
關註我，帶你21天“精通”C++！（狗頭）
