C++11引用限定符的用法

在《C++右值引用》一节中,我们给您介绍了左值和右值。值得一提的是,左值和右值的区分也同样适用于类对象,本节中将左值的类对象称为左值对象,将右值的类对象称为右值对象。

默认情况下,对于类中用 public 修饰的成员函数,既可以被左值对象调用,也可以被右值对象调用。举个例子:
#include <iostream>
using namespace std;

class demo {
public:
    demo(int num):num(num){}
    int get_num(){
        return this->num;
    }
private:
    int num;
};
int main() {
    demo a(10);
    cout << a.get_num() << endl;
    cout << move(a).get_num() << endl;

    return 0;
}
可以看到,demo 类中的 get_num() 成员函数既可以被 a 左值对象调用,也可以被 move(a) 生成的右值 demo 对象调用,运行程序会输出两个 10。

某些场景中,我们可能需要限制调用成员函数的对象的类型(左值还是右值),为此 C++11 新添加了引用限定符。所谓引用限定符,就是在成员函数的后面添加 "&" 或者 "&&",从而限制调用者的类型(左值还是右值)。

修改上面程序:
#include <iostream>
using namespace std;

class demo {
public:
    demo(int num):num(num){}
    int get_num()&{
        return this->num;
    }
private:
    int num;
};
int main() {
    demo a(10);
    cout << a.get_num() << endl;          // 正确
    //cout << move(a).get_num() << endl;  // 错误
    return 0;
}
和之前的程序相比,我们仅在 get_num() 成员函数的后面添加了 "&",它可以限定调用该函数的对象必须是左值对象。因此第 16 行代码中,move(a) 生成的右值对象是不允许调用 get_num() 函数的。

同理,我们再次修改程序:
#include <iostream>
using namespace std;

class demo {
public:
    demo(int num):num(num){}
    int get_num()&&{
        return this->num;
    }
private:
    int num;
};
int main() {
    demo a(10);
    //cout << a.get_num() << endl;      // 错误
    cout << move(a).get_num() << endl;  // 正确
    return 0;
}
和先前程序不同的是,get_num() 函数后根有 "&&" 限定符,它可以限定调用该函数的对象必须是一个右值对象。

注意,引用限定符不适用于静态成员函数和友元函数。

const和引用限定符

我们知道,const 也可以用于修饰类的成员函数,我们习惯称为常成员函数,例如:
class demo{
public:
    int get_num() const;
}
这里的 get_num() 就是一个常成员函数。

const 和引用限定符修饰类的成员函数时,都位于函数的末尾。C++11 标准规定,当引用限定符和 const 修饰同一个类的成员函数时,const 必须位于引用限定符前面。

需要注意的一点是,当 const && 修饰类的成员函数时,调用它的对象只能是右值对象;当 const & 修饰类的成员函数时,调用它的对象既可以是左值对象,也可以是右值对象。无论是 const && 还是 const & 限定的成员函数,内部都不允许对当前对象做修改操作。

举个例子:
#include <iostream>
using namespace std;

class demo {
public:
    demo(int num,int num2) :num(num),num2(num2) {}
    //左值和右值对象都可以调用
    int get_num() const &{
        return this->num;
    }
    //仅供右值对象调用
    int get_num2() const && {
        return this->num2;
    }
private:
    int num;
    int num2;
};

int main() {
    demo a(10,20);
    cout << a.get_num() << endl;        // 正确
    cout << move(a).get_num() << endl;  // 正确
   
    //cout << a.get_num2() << endl;     // 错误 
    cout << move(a).get_num2() << endl; // 正确
    return 0;
}

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