引入

C++中本身是存在左值，右值的概念，但是在C11中又出現(xiàn)了左值，純右值，將亡值得概念；這里我們主要介紹這些值的概念。

一.表達(dá)式

定義：由運(yùn)算符和運(yùn)算對象構(gòu)成的計(jì)算式(類似數(shù)學(xué)中的算術(shù)表達(dá)式)

每個(gè) C++ 表達(dá)式（帶有操作數(shù)的操作符、字面量、變量名等）可按照兩種獨(dú)立的特性加以辨別：**類型和值類別 **(value category)。每個(gè)表達(dá)式都具有某種非引用類型，且每個(gè)表達(dá)式只屬于三種基本值類別中的一種：純右值 (prvalue)、亡值 (xvalue)、左值 (lvalue)。

二.值類別

對于表達(dá)式來說：表達(dá)式是可以求值的，對表達(dá)式求值將得到一個(gè)結(jié)果，這個(gè)結(jié)果有兩個(gè)屬性：類型和值類別。

在C++11以后表達(dá)式按值類別分類，必然屬于以下三者之一：

• 左值
• 將亡值
• 純右值

其中，左值和將亡值合稱為泛左值，純右值和將亡值合稱為右值

三.左值

左值：能夠用&取地址的表達(dá)式為左值表達(dá)式

下列表達(dá)式是左值表達(dá)式：

1. 變量、函數(shù)、模板形參對象 (C++20 起)或數(shù)據(jù)成員的名字，不論類型，例如 std::cin 或 std::endl。即使變量的類型是右值引用，由它的名字構(gòu)成的表達(dá)式仍是左值表達(dá)式；
2. 返回類型是左值引用的函數(shù)調(diào)用或重載運(yùn)算符表達(dá)式，例如 std::getline(std::cin, str)、std::cout << 1、str1 = str2 或 ++it；
3. a = b，a += b，a %= b，以及所有其他內(nèi)建的賦值及復(fù)合賦值表達(dá)式；
4. ++a 和 --a，內(nèi)建的前置自增與前置自減表達(dá)式；
5. *p，內(nèi)建的間接尋址表達(dá)式；
6. a[n] 和 n[a]，內(nèi)建的下標(biāo)表達(dá)式，當(dāng) a[n] 中的一個(gè)操作數(shù)是數(shù)組左值時(shí) (C++11 起)；
7. a.m，對象成員表達(dá)式，除了 m 是成員枚舉項(xiàng)或非靜態(tài)成員函數(shù)，或者 a 是右值而 m 是對象類型的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的情況；
8. p->m，內(nèi)建的指針成員表達(dá)式，除了 m 是成員枚舉項(xiàng)或非靜態(tài)成員函數(shù)的情況；
9. a.*mp，對象的成員指針表達(dá)式，其中 a 是左值且 mp 是數(shù)據(jù)成員指針；
10. p->*mp，內(nèi)建的指針的成員指針表達(dá)式，其中 mp 是數(shù)據(jù)成員指針；
11. a, b，內(nèi)建的逗號表達(dá)式，其中 b 是左值；
12. a ? b : c，對某些 b 和 c 的三元條件表達(dá)式（例如，當(dāng)它們都是同類型左值時(shí)，但細(xì)節(jié)見定義）；
13. 字符串字面量，例如 “Hello, world!”；
14. 轉(zhuǎn)換到左值引用類型的轉(zhuǎn)型表達(dá)式，例如 static_cast<int&>(x)；
15. 返回類型是到函數(shù)的右值引用的函數(shù)調(diào)用表達(dá)式或重載的運(yùn)算符表達(dá)式；(C++11 起)
16. 轉(zhuǎn)換到函數(shù)的右值引用類型的轉(zhuǎn)型表達(dá)式，如 static_cast<void (&&)(int)>(x)。(C++11 起)

性質(zhì)：

1. 可以通過內(nèi)建的取址運(yùn)算符取左值的地址：&++i[1] 及 &std::endl 是合法表達(dá)式。
2. 可修改的左值可用作內(nèi)建賦值和內(nèi)建復(fù)合賦值運(yùn)算符的左操作數(shù)。
3. 左值可以用來初始化左值引用；這會將一個(gè)新名字關(guān)聯(lián)給該表達(dá)式所標(biāo)識的對象。

四.純右值

滿足下列條件之一：

1.本身就是純粹的字面值，如3，false，12.13

2.求值結(jié)果相當(dāng)于字面值或是一個(gè)不具名的臨時(shí)對象

下列表達(dá)式是純右值表達(dá)式：

1. （除了字符串字面量之外的）字面量，例如 42、true 或 nullptr；
2. 返回類型是非引用的函數(shù)調(diào)用或重載運(yùn)算符表達(dá)式，例如 str.substr(1, 2)、str1 + str2 或 it++；
3. a++ 和 a–，內(nèi)建的后置自增與后置自減表達(dá)式；
4. a + b、a % b、a & b、a << b，以及其他所有內(nèi)建的算術(shù)表達(dá)式；
5. a && b、a || b、!a，內(nèi)建的邏輯表達(dá)式；
6. a < b、a == b、a >= b 以及其他所有內(nèi)建的比較表達(dá)式；
7. &a，內(nèi)建的取地址表達(dá)式；
8. a.m，對象成員表達(dá)式，其中 m 是成員枚舉項(xiàng)或非靜態(tài)成員函數(shù)[2]，或其中 a 是右值且 m 是非- - 引用類型的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 (C++11 前)；
9. p->m，內(nèi)建的指針成員表達(dá)式，其中 m 是成員枚舉項(xiàng)或非靜態(tài)成員函數(shù)[2]；
10. a.*mp，對象的成員指針表達(dá)式，其中 mp 是成員函數(shù)指針[2]，或其中 a 是右值且 mp 是數(shù)據(jù)成員指針 (C++11 前)；
11. p->*mp，內(nèi)建的指針的成員指針表達(dá)式，其中 mp 是成員函數(shù)指針[2]；
12. a, b，內(nèi)建的逗號表達(dá)式，其中 b 是右值；
13. a ? b : c，對某些 b 和 c 的三元條件表達(dá)式（細(xì)節(jié)見定義）；
14. 轉(zhuǎn)換到非引用類型的轉(zhuǎn)型表達(dá)式，例如 static_cast(x)、std::string{} 或 (int)42；
15. this 指針；
16. 枚舉項(xiàng);
17. 非類型模板形參，除非它的類型是類或 (C++20 起)左值引用類型；
18. lambda 表達(dá)式，例如 [](int x){ return x * x; }；(C++11 起)
19. requires 表達(dá)式，例如 requires (T i) { typename T::type; }；(C++20 起)
20. 概念的特化，例如 std::equality_comparable (C++20 起)

性質(zhì)：

純右值不具有多態(tài)：它所標(biāo)識的對象的動(dòng)態(tài)類型始終是該表達(dá)式的類型。

非類非數(shù)組的純右值不能有 cv 限定，除非它被實(shí)質(zhì)化以綁定到 cv 限定類型的引用 (C++17 起)。（注意：函數(shù)調(diào)用或轉(zhuǎn)型表達(dá)式可能生成非類的 cv 限定類型的純右值，但它的 cv 限定符通常被立即剝除。）

純右值不能具有不完整類型（除了類型 void（見下文），或在 decltype 說明符中使用之外）

純右值不能具有抽象類類型或它的數(shù)組類型。

易混：

++i是左值，i++是右值

前者，對i加1后再賦給i，最終的返回值就是i，所以，++i的結(jié)果是具名的，名字就是i；而對于i++而言，是先對i進(jìn)行一次拷貝，將得到的副本作為返回結(jié)果，然后再對i加1，由于i++的結(jié)果是對i加1前i的一份拷貝，所以它是不具名的。

假設(shè)自增前i的值是6，那么，++i得到的結(jié)果是7，這個(gè)7有個(gè)名字，就是i；而i++得到的結(jié)果是6，這個(gè)6是i加1前的一個(gè)副本，它沒有名字，i不是它的名字，i的值此時(shí)也是7。可見，++i和i++都達(dá)到了使i加1的目的，但兩個(gè)表達(dá)式的結(jié)果不同。

解引用表達(dá)式 * p是左值，取地址表達(dá)式 &a 是純右值。

&(*p) 一定是正確的，因?yàn)?*p得到的是p指向的實(shí)體，&( *p)得到的就是這一實(shí)體的地址，正是p的值。由于 &(*p)的正確，所以 *p是左值。而對&a而言，得到的是a的地址，相當(dāng)于unsigned int型的字面值，所以是純右值。

a+b、a&&b、ab 都是純右值

a+b得到的是不具名的臨時(shí)對象，而 a&&b 和 ab 的結(jié)果非 true 即 false，相當(dāng)于字面值。

五.將亡值

在C++11之前的右值和C++11中的純右值是等價(jià)的。C++11中的將亡值是隨著右值引用的引入而新引入的。換言之，“將亡值”概念的產(chǎn)生，是由右值引用的產(chǎn)生而引起的，將亡值與右值引用息息相關(guān)。所謂的將亡值表達(dá)式，就是下列表達(dá)式：

• 返回右值引用的函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式
• 轉(zhuǎn)換為右值引用的轉(zhuǎn)換函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式

在C++11中，我們用左值去初始化一個(gè)對象或?yàn)橐粋€(gè)已有對象賦值時(shí)，會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)或拷貝賦值運(yùn)算符來拷貝資源（所謂資源，就是指new出來的東西），而當(dāng)我們用一個(gè)右值（包括純右值和將亡值）來初始化或賦值時(shí)，會調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)或移動(dòng)賦值運(yùn)算符來移動(dòng)資源，從而避免拷貝，提高效率。當(dāng)該右值完成初始化或賦值的任務(wù)時(shí)，它的資源已經(jīng)移動(dòng)給了被初始化者或被賦值者，同時(shí)該右值也將會馬上被銷毀（析構(gòu)）。

也就是說，當(dāng)一個(gè)右值準(zhǔn)備完成初始化或賦值任務(wù)時(shí)，它已經(jīng)“將亡”了。而上面1）和2）兩種表達(dá)式的結(jié)果都是不具名的右值引用，它們屬于右值。

又因?yàn)?/p>

1）這種右值是與C++11新生事物——“右值引用”相關(guān)的“新右值”

2）這種右值常用來完成移動(dòng)構(gòu)造或移動(dòng)賦值的特殊任務(wù)，扮演著“將亡”的角色，所以C++11給這類右值起了一個(gè)新的名字——將亡值。

下列表達(dá)式是將亡值表達(dá)式：

1. 返回類型為對象的右值引用的函數(shù)調(diào)用或重載運(yùn)算符表達(dá)式，例如 std::move(x)；
2. a[n]，內(nèi)建的下標(biāo)表達(dá)式，它的操作數(shù)之一是數(shù)組右值；
3. a.m，對象成員表達(dá)式，其中 a 是右值且 m 是非引用類型的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員；
4. a.*mp，對象的成員指針表達(dá)式，其中 a 是右值且 mp 是數(shù)據(jù)成員指針；
5. a ? b : c，對某些 b 和 c 的三元條件表達(dá)式（細(xì)節(jié)見定義）；
6. 轉(zhuǎn)換到對象的右值引用類型的轉(zhuǎn)型表達(dá)式，例如 static_cast<char&&>(x)；
7. 在臨時(shí)量實(shí)質(zhì)化后，任何指代該臨時(shí)對象的表達(dá)式。(C++17 起)

性質(zhì)：

1.與右值相同。

2.與泛左值相同。

特別是，與所有的右值類似，亡值可以綁定到右值引用上，而且與所有的泛左值類似，亡值可以是多態(tài)的，而且非類的亡值可以有 cv 限定。

六.注意

1）字符串字面值是左值。

不是所有的字面值都是純右值，字符串字面值是唯一例外。

早期C++將字符串字面值實(shí)現(xiàn)為char型數(shù)組，實(shí)實(shí)在在地為每個(gè)字符都分配了空間并且允許程序員對其進(jìn)行操作，

cout<<&("abc")<<endl;
const char *p_char="abc";//注意不是char *p_char=&("abc");

這樣的代碼都是可以編譯通過的。

2)具名的右值引用是左值，不具名的右值引用是右值。

void foo(X&& x) 
{ 
    X anotherX = x; //后面還可以訪問x
}

上面X是自設(shè)計(jì)的類型，并且，其有一個(gè)指針成員p指向了在堆中分配的內(nèi)存；參數(shù)x是X的右值引用。如果將x視為右值，那么，X another X = x;一句將調(diào)用X類的移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)，而我們知道，這個(gè)移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)的主要工作就是將x的p指針的值賦給anotherX的p指針，然后將x的p指針置為nullptr。而在后面，我們還可以訪問x，也就是可以訪問x.p，而此時(shí)x.p已經(jīng)變成了nullptr，這就可能發(fā)生意想不到的錯(cuò)誤。

3）注釋

①只有當(dāng)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)算對象時(shí)才需要運(yùn)算符連接，單獨(dú)的運(yùn)算對象也可以是表達(dá)式，例如上面提到的字面值和變量。

②確切說，是表達(dá)式的結(jié)果的值類別，但我們一般不刻意區(qū)分表達(dá)式和表達(dá)式的求值結(jié)果，所以這里稱“表達(dá)式的值類別”。

③當(dāng)我們將函數(shù)名作為一個(gè)值來使用時(shí)，該函數(shù)名自動(dòng)轉(zhuǎn)換為指向?qū)?yīng)函數(shù)的指針。

④關(guān)于右值引用本身，沒什么可說的，就是指可以綁定到右值上的引用，用"&&"表示，如int&&rra=6;。相比之下，與右值引用相關(guān)的一些主題，如移動(dòng)語義、引用疊加、完美轉(zhuǎn)發(fā)等，更值得我們深入探討。這些內(nèi)容，在下在后續(xù)文章中都會詳細(xì)介紹。

⑤前提是該右值（如自定義的類X）有移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)或移動(dòng)賦值運(yùn)算符可供調(diào)用（有時(shí)候是沒有的，關(guān)于這些知識，后續(xù)文章在講移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)和移動(dòng)賦值運(yùn)算符時(shí)會詳述）。

⑥在本文的例二中，如果將get_a_X()的返回值由X的右值引用改為X對象，則get_a_X()是純右值表達(dá)式（如前所述，返回非引用類型的函數(shù)調(diào)用是純右值），此時(shí)Foo(get_a_X());一句調(diào)用的仍然是類X的移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)，這就是一個(gè)純右值完成移動(dòng)構(gòu)造的例子。

到此這篇關(guān)于詳解C++中的左值,純右值和將亡值的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++值內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論