C++11 左值、右值

1) 在C++11中所有的值必属于左值、右值两者之一，右值又可以细分为纯右值、将亡值。在C++11中可以取地址的、有名字的就是左值，反之，不能取地址的、没有名字的就是右值（将亡值或纯右值）。

左值: 能够用&取地址的表达式是左值表达式。

例如：函数名和变量名（实际上是函数指针和具名变量，具名变量如std::cin、std::endl等）、返回左值引用的函数调用、前置自增/自减运算符连接的表达式++i/--i、由赋值运算符或复合赋值运算符连接的表达式(a=b、a+=b、a%=b）、解引用表达式*p、字符串字面值"abc"（关于这一点，后面会详细说明）等。

注：赋值运算符系列可以看作是调用了运算符函数并返回一个左值结果。

2) C++11对C++98中的右值进行了扩充。在C++11中右值又分为纯右值（prvalue，Pure Rvalue）和将亡值（xvalue，eXpiring Value）。其中纯右值的概念等同于我们在C++98 标准中右值的概念，指的是临时变量和不跟对象关联的字面量值；将亡值则是 C++11新增的跟右值引用相关的表达式，这样表达式通常是将要被移动的对象（移为他用），比如返回右值引用 T&&的函数返回值、std::move 的返回值，或者转换为 T&&的类型转换函数的返回值。将亡值可以理解为通过“盗取”其他变量内存空间的方式获取到的值。在确保其他变量不再被使用、或即将被销毁时，通过“盗取”的方式可以避免内存空间的释放和分配，能够延长变量值的生命期。

 

纯右值: 满足下列条件之一：

     1）本身就是赤裸裸的、纯粹的字面值，如3、false；

     2）求值结果相当于字面值或是一个不具名的临时对象。

例如：除字符串字面值以外的字面值、返回非引用类型的函数调用、后置自增/自减运算符连接的表达式i++/i--、算术表达式（a+b、a&b、a<<b）、逻辑表达式（a&&b、a||b、~a）、比较表达式（a==b、a>=b、a<b）、取地址表达式（&a）等。

1.++i是左值，i++是右值

　　前者，对i加1后再赋给i，最终的返回值就是i，所以，++i的结果是具名的，名字就是i；而对于i++而言，是先对i进行一次拷贝，将得到的副本作为返回结果，然后再对i加1，由于i++的结果是对i加1前i的一份拷贝，所以它是不具名的。假设自增前i的值是6，那么，++i得到的结果是7，这个7有个名字，就是i；而i++得到的结果是6，这个6是i加1前的一个副本，它没有名字，i不是它的名字，i的值此时也是7。可见，++i和i++都达到了使i加1的目的，但两个表达式的结果不同。

2.解引用表达式*p是左值，取地址表达式&a是纯右值

　　&(*p)一定是正确的，因为*p得到的是p指向的实体，&(*p)得到的就是这一实体的地址，正是p的值。由于&(*p)的正确，所以*p是左值。而对&a而言，得到的是a的地址，相当于unsigned int型的字面值，所以是纯右值。

3.a+b、a&&b、a==b都是纯右值

　　a+b得到的是不具名的临时对象，而a&&b和a==b的结果非true即false，相当于字面值。

 

将亡值：在C++11之前的右值和C++11中的纯右值是等价的。C++11中的将亡值是随着右值引用的引入而新引入的。换言之，“将亡值”概念的产生，是由右值引用的产生而引起的，将亡值与右值引用息息相关。所谓的将亡值表达式，就是下列表达式：

　　1.返回右值引用的函数的调用表达式。

　　2.转换为右值引用的转换函数的调用表达式。

在C++11中，我们用左值去初始化一个对象或为一个已有对象赋值时，会调用拷贝构造函数或拷贝赋值运算符来拷贝资源（所谓资源，就是指new出来的东西），而当我们用一个右值（包括纯右值和将亡值）来初始化或赋值时，会调用移动构造函数或移动赋值运算符来移动资源，从而避免拷贝，提高效率（关于这些知识，在后续讲移动语义时，会详细介绍）。当该右值完成初始化或赋值的任务时，它的资源已经移动给了被初始化者或被赋值者，同时该右值也将会马上被销毁（析构）。也就是说，当一个右值准备完成初始化或赋值任务时，它已经“将亡”了。而上面1.和2.两种表达式的结果都是不具名的右值引用，它们属于右值（关于“不具名的右值引用是右值”这一点，后面还会详细解释）。又因为

　　1.这种右值是与C++11新生事物——“右值引用”相关的“新右值”。

　　2.这种右值常用来完成移动构造或移动赋值的特殊任务，扮演着“将亡”的角色。

所以C++11给这类右值起了一个新的名字——将亡值。

例子：std::move()、tsatic_cast<X&&>(x)（X是自定义的类，x是类对象，这两个函数常用来将左值强制转换成右值，从而使拷贝变成移动，提高效率。）

附注：事实上，将亡值不过是C++11提出的一块晦涩的语法糖。它与纯右值在功能上及其相似，如都不能做操作符的左操作数，都可以使用移动构造函数和移动赋值运算符。当一个纯右值来完成移动构造或移动赋值任务时，其实它也具有“将亡”的特点。一般我们不必刻意区分一个右值到底是纯右值还是将亡值。

3) 左值引用就是对一个左值进行引用的类型。右值引用就是对一个右值进行引用的类型，事实上，由于右值通常不具有名字，我们也只能通过引用的方式找到它的存在。右值引用和左值引用都是属于引用类型。无论是声明一个左值引用还是右值引用，都必须立即进行初始化。而其原因可以理解为是引用类型本身自己并不拥有所绑定对象的内存，只是该对象的一个别名。左值引用是具名变量值的别名，而右值引用则是不具名（匿名）变量的别名。左值引用通常也不能绑定到右值，但常量左值引用是个“万能”的引用类型。它可以接受非常量左值、常量左值、右值对其进行初始化。不过常量左值所引用的右值在它的“余生”中只能是只读的。相对地，非常量左值只能接受非常量左值对其进行初始化。

4) 右值引用通常不能绑定到任何的左值，要想绑定一个左值到右值引用，通常需要 std::move()将左值强制转换为右值。

特别注意

1）字符串字面值是左值。

      不是所有的字面值都是纯右值，字符串字面值是唯一例外。
      早期C++将字符串字面值实现为char型数组，实实在在地为每个字符都分配了空间并且允许程序员对其进行操作，所以类似

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

这样的代码都是可以编译通过的。
       注意上面代码中的注释，"abc"可以直接初始化指针p_char，p_char的值为字符串"abc"的首字符a的地址。而&("abc")被编译器编译为const的指向数组的指针const char (*) [4]（之所以是4，是因为编译器会在"abc"后自动加上一个'\0'），它不能初始化char *类型，即使是const char *也不行。另外，对于char *p_char="abc";，在GCC编译器上,GCC4.9(C++14)及以前的版本会给出警告，在GCC5.3(C++14)及以后的版本则直接报错：ISO C++ forbids converting a string constant to 'char*'（ISO C++禁止string常量向char*转换）。但这并不影响“字符串字面值是左值”这一结论的正确性，因为cout<<&("abc")<<endl;一句在各个版本的编译器上都能编译通过，没有警告和错误。

 

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;
   //后面还可以访问x
}

     上面X是自定义类，并且，其有一个指针成员p指向了在堆中分配的内存；参数x是X的右值引用。如果将x视为右值，那么，X anotherX=x;一句将调用X类的移动构造函数，而我们知道，这个移动构造函数的主要工作就是将x的p指针的值赋给anotherX的p指针，然后将x的p指针置为nullptr。而在后面，我们还可以访问x，也就是可以访问x.p，而此时x.p已经变成了nullptr，这就可能发生意想不到的错误。  

X& foo(X&& x)
{
     //对x进行一些操作
     return x;
}

//调用
foo(get_a_X());//get_a_X()是返回类X的右值引用的函数

     上例中，foo的调用以右值（确切说是将亡值）get_a_X()为实参，调用类X的移动构造函数构造出形参x，然后在函数体内对x进行一些操作，最后return X，这样的代码很常见，也很符合我们的编写思路。注意foo函数的返回类型定义为X的引用，如果x为右值，那么，一个右值是不能绑定到左值引用上去的。 
      为避免这种情况的出现，C++规定：具名的右值引用是左值。这样一来，例一中X anotherX = x;一句将调用X的拷贝构造函数，执行后x不发生变化，继续访问x不会出问题；例二中，return x也将得到允许。
      例二中，get_a_X返回一个不具名右值引用，这个不具名右值引用的唯一作用就是初始化形参x，在后面的代码中，我们不会也无法访问这个不具名的右值引用。C++将其归为右值，是合理的，一方面，可以使用移动构造函数，提高效率；另一方面，这样做不会出问题。

 

参考话说C++中的左值、纯右值、将亡值 - 同勉共进 - 博客园 (cnblogs.com)