c++ -- value category

c++ – value category

说到 value category ，可能大家都不知道是啥。但是说到左值，右值，可能很多人就听说了。C++将一个值作为左值、右值的分类称作 value category。

说到 value category ，首先要强调一点，就是 value category 是值的属性，不是变量的属性。所谓值，就是表达式的结果，也就是说着也是表达式结果的一个属性。同时，表达式对其子表达式的结果的 value category 可能会有一定要求。因而说到左值右值，必须明确得到这个值的表达式，或者使用这个值的表达式，否则没有意义。

另外，这里所说的值可以是一个函数（函数本身，不是函数指针）。

value category

C++11 的 value category 其实并不只有左值、右值。C++11 的每一个值可以分为三类：lvalue, xvalue(eXpiring value), prvalue(pure rvalue)。然后，lvalue 与 xvalue 合称 glvalue (general lvalue)；xvalue 与 prvalue 合称 rvalue。

对各类的简要说明如下：

lvalue: 一个对象

xvalue: 也是一个对象，通常已经接近生存期的终点

glvalue: lvalue 与 xvalue

rvalue: xvalue, 临时对象，或前面两者的子对象，或没有对象的值

prvalue: 不是 xvalue 的 rvalue 。

仅依靠上面的说明来区分 value category 似乎有些困难，不过标准也没有期望能通过以上的说明区分不同 value category。标准采用的另一种方式定义 value category ，及明确的规定了每一种表达式的结果的 value category 。同时说明的每一种表达式所期望的操作数的 value category （对于操作数，没有说明的，就是 prvalue）。

下面简单介绍一下：

表达式的value category

在介绍表达式的 value category 之前，首先要说明一点，就是所有被重载过的操作符，均按照函数调用处理，他们的结果的 value category 参照函数调用结果的 value category 处理。

多数表达式，如：

a++

,

~a

,

a+b

,

&a

，

this

，lambda 表达式，

T()

，

T{...}

，

T(v1,v2, ...)

等，会产生一个 prvalue，除了以下情况：

literal 字面量 字符串常量为 lvalue 。其余常量为 prvalue。

(expression)

与 expression 相同（即，括号不影响 value category）

id-expression:

identifier

：函数、变量、数据成员为 lvalue ,其余为 prvalue

[注：函数的引用作为函数处理。对变量的左值引用与右值引用均为变量，因而他们都是 lvalue 。]

class::identifier

: 静态成员函数与数据成员为 lvalue ，其它为 prvalue。

namespace::identifier

：函数与变量为 lvalue ，其余为 prvalue

enumeration::enumerator

: prvalue

subscribe

A

： 其中一个操作数需要具有数组或指针类型。如果这个操作数是指针，结果为 lvalue；如果为数组，那么如果数组为lvalue，结果也是 lvalue，否则结果为 xvalue。

Function call：

func(...)

与 类型转换：

dynamic_cast<T>(v)

，

static_cast<T>(v)

，

reinterpret_cast<T>(v)

，

const_cast<T>(v)

,

(T)v

，

T(v)

返回值为 lvalue reference ，函数的 rvalue reference：lvalue

返回值为其它 rvalue reference ：xvalue

其它：prvalue

类成员访问：

E1.E2

E2 为引用、静态成员变量：lvalue

E1为 lvalue ，E2 为非静态成员变量: lvalue

E1为 rvalue ，E2 为非静态成员变量: xvalue

E2 为静态成员函数：lvalue

E2 为非静态成员函数：prvalue

E2 为enumerator: prvalue

typeid()

: lvalue

*p

: lvalue

**

++

,

--

(前缀) : lvalue

E1.*E2

E2 是 pointer to data member, 若 E1 为 lvalue ，结果为 lvalue ，否则结果为 xvalue

E2 是 pointer to member function，结果为 prvalue

E1->*E2

: 按

(*(E1)).*E2

处理

E1?E2:E3

如果 E2与E3类型与 value category 均相同，则结果的 value category 与 E2、E3相同。否则结果为 prvalue

a = b

,

a op= b

: lvalue

E1,E2

: value category 与 E2 相同

左值引用与右值引用

引用需要绑定到一个表达式的值上。左值引用与右值引用的区分在于，他们所能绑定到的值的 value category 不同。

一个简单的原则是，非 const 的左值引用需要绑定到一个左值，右值引用需要绑定到一个右值。

注意，左值引用或右值引用的变量（非函数引用）作为表达式出现的时候，结果都是一个左值。他们的区别体现在他们所能绑定到的对象上。

std::move

与

std::forward

[这一部分不考虑函数的问题。]

从上面的介绍可以看到，一个变量，无论他是什么类型，即使它是一个右值引用，它独立形成一个表达式的时候，总是一个左值。那么如果想得到一个右值怎么办呢？这就是

std::move(v)

的作用。它将生成它的参数的一个右值。其实做法很简单，

static_cast<remove_reference<T>&&>(v);

。上面说了，类型转换生成一个右值引用时，结果为 xvalue ，是一个右值。

而

std::forward

的作用则是，为右值引用生成一个右值，而对其它则保留为一个左值。