c++中的左值和右值
c++中的左值与右值
左值(lvalue)，右值(rvalue) 是 c/c++ 中一个比较晦涩的概念，有的人可能甚至没有听过，但这个概念到了 c++11 后却变得十分重要，它们是理解move(),forward()等新语义的基础。
左值右值的定义
左值与右值这两概念是从c中传承而来的，在c中，左值指的是能够出现在等号左边及右边的变量(表达式)，右值则指的是只能出现在等号右边的变量(表达式).
int a;
int b;
a = 3;
b = 4;
a = b;
b = a;
//不合法。
3 = a;
a+b = 4;
在 c 语言中，通常来说有名字的变量就是左值(如上面例子中的a, b)，而由运算操作(加减乘除，函数调用返回值等)产生的中间结果(没有名字)就是右值，如上的3+4， a + b等。
我们暂且可以认为：左值就是在程序中能够寻值的东西，右值就是没法取到它的地址的东西(不完全准确)，但如上概念到了c++中，就变得稍有不同。
在c++中，每一个表达式都会产生一个左值，或者右值，相应的，该表达式也就被称作“左值表达式”，“右值表达式”。对于内置的基本数据类型来说(build-in types)，左值右值的概念和 c 没有太多不同，不同的地方在于自定义的类型。
而且这种不同比较容易让人混淆:
1) 对于内置的类型，右值是不可被修改的(non-modifiable)，也不可被const, volatile 所修饰(cv-qualitification ignored)
2) 对于自定义的类型(user-defined types), 右值却允许通过它的成员函数进行修改。
对于1)，这和c是一致的，2) 却是c++中所独有, 因此，如果你看到c++中如下的写法，千万不要惊讶：
class cs
{
public:
cs(int i): i_(i) { cout << "cs(" << i <<") constructor!" << endl; }
~cs() { cout << "cs destructor,i(" << i_ << ")" << endl; }
cs& operator=(const cs& other)
{
i_ = other.i_;
cout << "cs operator=()" << endl;
return *this;
}
int get_i() const { return i_; }
void change(int i) { i_ = i; }
private:
int i_;
};
cs get_cs()
{
static int i = 0;
return cs(i++);
}
int main()
{
// 合法
(get_cs() = cs(2)).change(323);
get_cs() = cs(2);// operator=()
get_cs().change(32);
return 0;
}
这个特性多少有些奇怪，通常来说，c++ 中的自定义类型是应该设计地尽量和内置类型一样才对的，但这个特性却偏偏违背了这个原则。
对于这个特性，我们其实可以这样想，也许会好理解点：自定义类型允许有成员函数，而通过右值调用成员函数是被允许的，但成员函数有可能不是 const 类型，因此通过调用右值的成员函数，也就可能会修改了该右值，done!
左值引用，右值引用
关于右值，有一个十分值得关注的语言的特性：右值能被 const 类型的引用所指向
const cs& ref = get_cs();
而且只能被const 类型的 reference 所指向：
//error
cs& ref = get_cs();
当一个右值被 const reference 指向时，它的生命周期就被延长了，这个用法我在前面一篇博客里讲到过它的相关应用，点这。
这里暗藏逻辑其实就是：右值不能直接转化成左值(但左值可以转化为右值).
关于前面提到的右值的两个特性：
1) 允许调用成员函数。
2) 只能被const reference指向。
导致了一些比较有意思的结果，比如：
void func(cs& c)
{
cout << "c:" << c.get_i() << endl;
}
//error
func(get_cs());
//正确
func(get_cs() = get_cs());
其中:func(get_cs() = get_cs()); 能够被正常编译执行的原因就在于，cs 的成员函数 operator=() 返回的是 cs&！
不允许非 const reference 引用 rvalue 并不是完美的，它事实上也引起了一些问题，比如说拷贝构造函数的接口不一致了，这是什么意思呢？
class cs
{
public:
cs& operator=(const cs& c);
};
// 另一种写法
class cs2
{
public:
cs2& operator=(cs2& c);
};
上面两种写法的不同之处就在于参数，一个是const reference，一个是非const.
通常来说，如果不需要修改传进来的参数，我们往往就按 const reference 的写法，但对于copy constructor 来说，它经常是需要修改参数的值，比如 auto_ptr。
// 类似auto_ptr
class auto_ptr
{
public:
auto_ptr(auto_tr& p)
{
ptr_ = p.ptr_;
p.ptr_ = NULL;
}
private:
void* ptr_;
};
所以，对于auto_ptr来说，它的 copy constructor 的参数类型是 non const reference。
这个种写法本来应该被鼓励的，non const reference 比 const reference 更能灵活应对各种情况，从而保持一致的接口类型。
但如果拷贝构造函数写成这样子，却又对 rvalue 的使用带来了极大的不变，如前面所讲的例子，rvalue 不能被 non const reference 所引用，所以像auto_ptr的这样的 copy constructor 就不能接受 rvalue.
//错误
auto_ptr p(get_ptr());
// operator=() 同理，错误。
auto_ptr p = get_ptr();
这也是auto_ptr很不好用的其中一个原因。
为了解决这个问题，c++11 中引入了一种新的引用类型，该种引用是专门用来指向 rvalue 的，有了这种新类型，对 lvalue 和 rvalue 的引用就能明确区分开来了，而在之前，它们是一样的。
因为有了这种新的类型，接着就引出了c++11 中新的语义，move(), forward() 等，这儿先卖个关子，我们下次再讲。