左值与右值

什么情况下返回指针？什么情况下返回引用？指针和引用的效果一样么？
这里不仅涉及到引用的实现，也涉及到左值与右值的概念。因为返回值性质的不同决定了引用与指针必定不是相同的。相信你读过我写的这篇文章之后，会有一个比较清醒的认识。
 
左值（lvalue）和右值（rvalue）最先来源于C语言。最先在C语言中表示位于赋值运算符两侧的两个值，左边的就叫左值，右边的就叫右值。
比如：
int ii = 5;   //ii是左值，5是右值
int jj = ii;  //jj是左值，ii是右值
上面表明，左值肯定可以作为右值使用，但反之则不然。左值和右值的最早区别就在于能否改变。左值是可以变的，右值不能变，但是这一点在C++中已经不再成立。
在现代C++中，现在左值和右值基本上已经失去它们原本所具有的意义，对于左值表达式，通过具体名字（variant name）和引用（reference）来指定一个对象。非左值就是右值。我们来下一个定义：
左值表示程序中必须有一个特定的名字引用到这个值。
右值表示程序中没有一个特定的名字引用到这个值。
这跟它们是否可以改变，是否在栈或堆（stack or heap）中毫无关系。
1．左值
在下面的代码中：
int ii = 5;     
const int jj = ii;
int a[5];
a[0] = 100;
*(a+3) = 200;
const int& max(const int& a, const int& b) //call by reference
{
    return a > b ? a : b;
}
int& fun(int& a) //call by reference
{
    a += 5;
    return a;
}
ii，jj，a[0]，*(a+3)这些值，还有函数max的返回值比如max(ii, jj)，函数fun的返回值fun(ii)都是左值。因为它们都是被特定的名字所引用的值。
ii，jj，a[0]，*(a+3)，以及引用了max和fun的返回值的变量就是它们的名字。
注：有人会问max(8, 9)到底是左值还是右值，C++标准规定常量引用
（reference to const）可以引用到右值，所以max(8, 9)似乎应该是右值。但根据我们对左值的定义，说它是左值也对。不管它是左值，还是右值，我们都不能试图去改变它。为了与前面的概念一致，姑且认为它是左值，不可改变的常量左值。
左值有不能改变的，即被const所修饰的左值，比如上面的jj，max(ii, jj)，没有被const困住的左值当然是可以改变的。
比如下面的代码都是成立的：
ii = 600;
a[0] = 700;
fun(ii) = 800; //OK!
我们的眼睛没有问题，fun(ii) = 800;完全正确，因为它是可以改变的左值。

2．右值
没有特定名字的值是右值。
看下面的代码：
int fun1()    //call by value
{
 …
}
int* fun2()   //call by value
{
 …
}
函数fun1的返回值fun1()，函数fun2的返回值fun2()都是右值，它们的值都没有特定的名字去引用。
也许有人会奇怪，fun2()也是右值？前面说的max(a,b)不是左值吗？请看清楚，函数fun2的返回值是pointer，pointer也是call by value，而函数max的返回值是reference，reference是call by reference。当然字面上的（literal）值，比如5，8.23，’a’等等也都是右值。右值最初出现的时候，一个最大的特征就是不可改变。。但时代不同了，标准也变化了。
C++中有可以改变的右值。那就是用户自定义的类（class）的构造函数生成的临时对象。至于原因，我思考了一下，我想是这样的：我们看类（class）的数据布置结构，会发现它的每一个数据成员都是有名字的，我想编译器在编译的过程中，都会生成一个外部不所知的对这个临时对象右值的名字引用。但当需要改变这个临时对象的时候，这个名字就用上了（实际这时变成了左值，因为有了名字引用）。
比如：
class Point
{
    public:
        int x;
     ……//其他各种成员函数
};
我们现在就可以改变右值，用到了匿名的引用名字。
Point().x = 6;//改变了右值
 
最后说一下引用的机制。很多人都在争论引用是怎么实现的？如果你看看vc做出的反汇编代码，你会发现在机器码的层次，指针与引用的实现是相同。但是，如果你以此断定引用就是指针，那么就错了。的确，引用是靠指针实现的，但是二者有区别。我们讨论引用的问题，一定要在c++的语言层面上讨论，而不能跑到汇编代码中去看。在c++中，引用就是个别名，本身不会另外分配空间。但是在汇编层次，你会发现“引用”有自己的空间。别忘了，你已经离开了c++的范围，这样的讨论失去了意义。总之，我们应该明白，c++中的引用就是个别名，具体的实现方法也要取决于编译系统和优化方案。