Modern C++ : rvalue reference summary

Modern C++

C++ RValue Reference Summary

 

1. 기존 C++의 레퍼런스

#include <iostream>

class MyClass
{

};

int main(void)
{
    MyClass a;
    MyClass& b = a;             // b가 a를 참조하도록 한다.
}

 

2. R-Value Reference의 등장

C++11에서 R-Value Reference(&&)가 추가되어 R-Value 참조가 가능해졌습니다.

#include <iostream>

class MyClass
{

};

int main(void)
{
    MyClass a;
    MyClass&& c = a; // R-Value Reference 사용
}

 

3. L-Value와 R-Value의 기본 개념

#include <iostream>

int main(void)
{
    int d = 13;    // d는 L-Value, 13은 R-Value
    int f = 12;     // f는 L-Value, 12는 R-Value

    d = f;
    f = d;
    d = d * f;
}

• 대입식의 오른쪽에 등장하는 L-Value는 자동으로 R-Value로 변환됩니다.
• a * b와 같은 연산의 결과는 R-Value이며, 반드시 대입식의 오른쪽에 등장해야 합니다.

 

4. R-Value의 특성

#include <iostream>

int main(void)
{
    int v = d * f;
    // d * f = 12;  // 에러: R-Value는 대입식의 왼쪽에 올 수 없음
}

• R-Value는 대입식의 오른쪽에만 올 수 있습니다.
• R-Value는 const 성격을 가지며, 한 번 정해지면 변경할 수 없습니다.
• L-Value는 메모리 위치를 가리키며, 값을 할당할 수 있고, &연산자로 주소를 얻을 수 있습니다.
• R-Value는 임시적으로 생성된 값으로, 값을 할당할 수 없고 주소를 얻을 수 없습니다.

 

5. 함수 반환값과 L-Value/R-Value

#include <iostream>

int main(void)
{
     int& foo();  // L-Value 참조를 반환하는 함수
     foo() = 12;  // 유효: foo()는 L-Value
     int* p1 = &foo();  // 유효: L-Value의 주소를 가져옴
}

 

6. R-Value 반환 함수

#include <iostream>

int main(void)
{
     int bar();  // R-Value를 반환하는 함수
     int j = 0;
     j = bar();  // 유효: R-Value를 대입
     // bar() = 5;  // 에러: R-Value에 대입할 수 없음
     // int* p = &bar();  // 에러: R-Value의 주소를 가져올 수 없음
}

 

7. L-Value Reference vs R-Value Reference 예제

#include <iostream>

int main(void)
{
    // C++98 스타일 L-Value 레퍼런스
    int a = 1;
    // int& r = 3;  // 에러: L-value 참조는 R-Value를 참조할 수 없음
    int& ra = a;
    std::cout << "Original: L-Value(a): " << a 
              << ", L-Value Reference(ra): " << ra << std::endl;

    // C++11 R-Value 레퍼런스
    int b = 10;
    int&& rb = 20;  // R-Value 참조는 R-Value를 직접 참조 가능
    std::cout << "Original: L-Value(b): " << b 
              << ", R-Value Reference(rb): " << rb << std::endl;

    rb = b;  // R-Value 참조에 L-Value 대입 가능
    std::cout << "Modified: L-Value(b): " << b 
              << ", R-Value Reference(rb): " << rb << std::endl;

    return 0;
}

 

정리

1. R-Value Reference(&&)는 C++11에서 도입된 기능입니다.
2. R-Value Reference는 임시 객체의 수명을 연장하거나, 이동 의미론(Move Semantics)을 구현하는 데 사용됩니다.
3. Perfect Forwarding을 구현하는 데에도 중요한 역할을 합니다.
4. L-Value Reference(&)와 달리 R-Value를 직접 참조할 수 있습니다.
5. R-Value Reference는 대입식의 오른쪽에 L-Value나 R-Value 모두 올 수 있습니다.