C++ 左值、右值、左值引用、右值引用

一、左值右值

1.1 定义

在C++中有几个晦涩的概念：左值、右值、泛左值、纯右值、将亡值

泛左值=左值+将亡值； 右值=纯右值+将亡值； 我们可以发现将亡值既属于泛左值又属于右值；

这些分类是由于它们具有不同性质而命名的，但其实我们只需要掌握左值和右值的概念就已经足够了。

这5种值类型我总结了一张表格，如下：

首先这几个名词用来形容一个表达式，在C++中，一切表达式都必然属于左值、将亡值、纯右值中的一种。而右值=将亡值+纯右值，所以我们又可以说一切C++表达式都必然要么是左值要么是右值。

从性质上来看：

• 只有左值可以取地址、可以作为等号左边的操作数；不具有该性质的就必然是右值。
• 左值和将亡值都具有多态性质；不具有该性质的就是纯右值了。

 

1.2 举例

用是否可以取地址来验证表达式是左值还是右值：

#include 
#include 
using namespace std;

string &f1(string &a) {
    return a;
}
string &&f2() {
    string a;
    return move(a);
}
string f3() {
    return "";
}

int main() {
    string s("hello");
    printf("%p\n", &f1(s)); //f1(s)是左值，可以取地址
    // printf("%p\n", &f2()); //f2()是将亡值，不能取地址
    // printf("%p\n", &f3()); //f3()是纯右值，不能取地址

    int a = 1;
    printf("%p\n", &++a); //前置自增是左值，可以取地址
    // printf("%p\n", &a++); 后置自增是右值，不能取地址

    printf("%p\n", &"hello"); //字符串字面值是左值，可以取地址
    // printf("%p\n", &42); //数字字面值是右值，不能取地址
}

验证将亡值的多态性

#include 

struct A {
    virtual void f() {
        printf("classA\n");
    }
};

struct B : A {
    void f() override {
        printf("classB\n");
    }
};

int main() {
    static_cast(B()).f();  //打印classB, static_cast表达式是将亡值，静态类型为A，动态类型为B，发生多态
    static_cast(B()).f();  //打印classA, static_cast表达式是纯右值，静态类型为A，动态类型为A，未发生多态
}

 

二、左值引用 右值引用

2.1 定义

在C++中引用类型与表达式之间的绑定关系有语法上的规定，如下表：

• T&只能绑定非常量左值
• const T&是万能引用类型，可以绑定任意值类型的表达式
• T&&只能绑定非常量右值
• const T&&能绑定右值类型的表达式，无论是否常量

代码验证绑定规则：

#include 
#include 
using namespace std;

int main() {
    string s1;  //非常量左值
    const string s2;  //常量左值

    string &r1 = s1;             //【非常量左值引用】可以绑定【非常量左值】
    // string &r2 = s2;          //【非常量左值引用】不能绑定【常量左值】
    const string &r3 = s1;       //【常量左值引用】可以绑定【非常量左值】
    const string &r4 = s2;       //【常量左值引用】可以绑定【常量左值】
    const string &r5 = move(s1); //【常量左值引用】可以绑定【非常量右值】
    const string &r6 = move(s2); //【常量左值引用】可以绑定【常量右值】
    string &&r7 = move(s1);      //【非常量右值引用】可以绑定【非常量右值】
    // string &&r8 = move(s2);   //【非常量右值引用】不能绑定【常量右值】
    const string &&r9 = move(s1); //【常量右值引用】可以绑定【非常量右值】
    const string &&r10 = move(s2); //【常量右值引用】可以绑定【常量右值】
}

 

2.2 引用的作用

左值本身就是具名变量，当它被绑定给左值引用时只是起了个别名，生命周期并不会变化。

而右值本身的生命周期会在表达式结束后立即被销毁，当右值被绑定给引用时，该右值“重获新生”，它的生命周期会延长，与该引用的生命周期相同。

代码举例：

未完待续

 

2.3 需要注意的点

右值引用是个左值。（是不是很绕口？）

准确的来说，所有的引用，无论是左值引用还是右值引用，都是左值表达式。

这是因为右值引用延长了右值的生命周期，我们可以去取右值引用的地址，因此它是个左值。

代码举例：

未完待续