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C++：如何返回右值引用

2023-07-04 22:14:15 深夜i -- --

C++ 右值引用返回

C++中的右值引用仅可由移动语义和完美转发机制使用。在C++11标准中，引入了&&运算符，用于表示右值引用类型。在函数中，可以使用右值引用返回值（Rvalue Reference return）允许函数返回右值引用。本文将介绍如何使用右值引用返回从函数接收的值。

使用右值引用返回从函数接收的值

考虑以下代码：


#include <iostream>
#include <string>
// 声明一个返回右值引用的函数
std::string&& getValue()
{
  std::string str = "Hi, there!";
  return std::move(str);
}
int main()
{
  // 从右值引用返回得到的值
  std::string&& value = getValue();
  std::cout << "Value: " << value << std::endl;
  return 0;
}

输出：

Value: Hi, there!

在上面的示例中，我们声明了一个返回右值引用的函数getValue(). 在该函数中，我们创建了一个std::string类型的变量，然后使用这个变量初始化右值。使用std::move()函数将变量的所有权转移给返回值，返回一个std::string类型的右值引用。

在main()函数中，我们使用std::string&&声明了一个变量value，将getValue()函数返回的右值引用赋值给它。因为右值引用接收的是一个可转移的对象，所以我们应该使用std::move()将value的所有权转移到其他地方，以免在使用该对象时发生错误。

如何使用右值引用返回自定义类型

下面展示如何定义一个自定义结构，并使用右值引用返回：


#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
// 定义自定义结构
struct Employee
  std::string name;
  int age;
  std::vector<std::string> departments;
;
// 定义函数，返回Employee类型的右值引用
Employee&& getEmployee()
{
  Employee e;
  e.name = "Tom";
  e.age = 30;
  e.departments.push_back("HR");
  e.departments.push_back("Engineering");
  return std::move(e);
}
int main()
{
  // 获取Employee类型右值引用
  Employee&& emp = getEmployee();
  std::cout << "Employee Name: " << emp.name << std::endl;
  std::cout << "Employee Age: " << emp.age << std::endl;
  for (auto dept : emp.departments)
  
    std::cout << "Department: " << dept << std::endl;
  
  return 0;
}

这将输出：

Employee Name: Tom Employee Age: 30 Department: HR Department: Engineering

在这个示例中，我们定义了一个名为Employee的结构，该结构包含一个字符串类型的名称、一个整数类型的年龄和一个字符串类型的向量，表示该员工所在的所有部门。

我们以与先前相同的方式使用右值引用返回该结构的实例。该返回值是通过创建一个Employee实例，初始化其各个属性，并将其所有权转移给右值引用得到的。

使用右值引用返回动态分配的对象

当需要动态分配对象并返回其右值引用时，可以使用std::unique_ptr类。std::unique_ptr类是一个用于管理动态分配对象的RAII（资源获取即初始化）类型。使用std::unique_ptr可确保缺少了释放分配的对象的错误。

下面是一个演示如何使用std::unique_ptr和右值引用返回动态分配对象的示例程序：


#include <iostream>
#include <memory>
// 定义自定义结构
struct Person
  std::string name;
  int age;
;
// 定义函数，返回Person类型的右值引用
std::unique_ptr<Person>&& createPerson()
{
  std::unique_ptr<Person> ptr = std::make_unique<Person>(); // 创建std::unique_ptr来管理动态分配的对象
  ptr->name = "Alice";
  ptr->age = 25;
  return std::move(ptr); // 右值返回std::unique_ptr实例
}
int main()
{
  // 获取Person类型右值引用
  std::unique_ptr<Person>&& p = createPerson();
  std::cout << "Person Name: " << p->name << std::endl;
  std::cout << "Person Age: " << p->age << std::endl;
  return 0;
}

输出：

Person Name: Alice Person Age: 25

在这个示例中，我们定义了一个Person结构并使用std::unique_ptr类来动态分配一个Person对象。我们创建一个std::unique_ptr实例来管理Person对象。在createPerson()函数中，我们初始化Person对象的名称和年龄，然后将所有权转移给返回的右值引用。

在main()函数中，我们使用std::unique_ptr &&来声明一个变量p来存储createPerson()函数返回的右值引用。然后，我们以与先前相同的方式打印这个Person对象的名称和年龄。

结论

在C++中，右值引用允许将所有权从一个可转移的对象移动到另一个对象。使用右值引用返回自定义类型时，需要创建对象并将所有权移交给返回的右值引用。在返回动态分配的对象时，可以使用std::unique_ptr来确保容易管理，并且可以安全的返回这些右值引用。

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