左值、纯右值和将亡值
C++中有“左值”、“右值”的概念,C++11以后,又有了“左值”、“纯右值”、“将亡值”的概念。关于这些概念,许多资料上都有介绍,本文将根据个人的理解尽可能的将这些概念讲清楚。
在讲这三值之前要说清什么是表达式: 表达式就是由运算对象和运算符构成的算术式(类似数学上的算术表达式)。表达式可以是单个运算对象,如字面值、变量、函数返回值。 表达式是可以求值的,对表达式求值得到的结果有两个属性:类型和值类别。 C++11中表达式的值类别必然属于三者之一:左值、纯右值和将亡值。
1、左值 左值就是可以放在赋值运算符”=“左边、能够用&取地址的表达式。 如:变量名、函数指针、函数返回值是左值引用的函数调用、前置自增/自减运算的表达式–i/++i、由赋值运算符”=“连接的表达式(a=b、a+=b)、解引用表达式、字符串字面值”abc"等。
2、纯右值 跟左值相反,纯右值就是不能放在赋值运算符“=”左边、不能用&取地址的表达式。 举例: 1)除字符串字面值外存粹的字面值,如:10,true、false; 2)求值结果相当于字面值。如:后置自增/自减表达式i++/i–、算术表达式(a+b、a&b)、逻辑表达式(a&&b、~a)、布尔表达式(a==b、a>b),取地址表达式(&a)等。 3)返回值类型为非引用的函数调用。
ps:典型的左值和纯右值的判断 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,最终返回值是i加1前的拷贝副本,它是无名的。 2)解引用*p是左值,取地址&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。 4)右值引用定义的变量是左值,如int&& a=10; a是左值,可以对a取地址,也可以改变他的值。
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 读者会问:这与“将亡”有什么关系? 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。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。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。 举例 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塘。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。
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