c 中的左值和右值

左值(lvalue)，右值(rvalue) 是 c/c++ 中乙個比較晦澀的概念，有的人可能甚至沒有聽過，但這個概念到了 c++11 後卻變得十分重要，它們是理解move(),forward()等新語義的基礎。

左值與右值這兩概念是從c中傳承而來的，在c中，左值指的是能夠出現在等號左邊及右邊的變數(表示式)，右值則指的是只能出現在等號右邊的變數(表示式).

int
a;int
b;a = 3
;b = 4
;a =b;
b =a;
//不合法。
3 =a;
a+b = 4;

在 c 語言中，通常來說有名字的變數就是左值(如上面例子中的a, b)，而由運算操作(加減乘除，函式呼叫返回值等)產生的中間結果(沒有名字)就是右值，如上的3+4， a + b等。

我們暫且可以認為：左值就是在程式中能夠尋值的東西，右值就是沒法取到它的位址的東西(不完全準確)，但

如上概念到了c++中，就變得稍有不同。

在c++中，每乙個表示式都會產生乙個左值，或者右值，相應的，該表示式也就被稱作「左值表示式」，「右值表示式」。對於內建的基本資料型別來說(build-in types)，左值右值的概念和 c 沒有太多不同，不同的地方在於自定義的型別。

而且這種不同比較容易讓人混淆:

1) 對於內建的型別，右值是不可被修改的(non-modifiable)，也不可被const, volatile 所修飾(cv-qualitification ignored)

2) 對於自定義的型別(user-defined types), 右值卻允許通過它的成員函式進行修改。

對於1)，這和c是一致的，2) 卻是c++中所獨有, 因此，如果你看到c++中如下的寫法，千萬不要驚訝：

class
cs ~cs() 
cs& operator=(const cs&other)
int get_i() const 
void change(int i) 
private
: 
inti_;
};cs get_cs()
intmain()

這個特性多少有些奇怪，通常來說，c++ 中的自定義型別是應該設計地盡量和內建型別一樣才對的，但這個特性卻偏偏違背了這個原則。

對於這個特性，我們其實可以這樣想，也許會好理解點：自定義型別允許有成員函式，而通過右值呼叫成員函式是被允許的，但成員函式有可能不是 const 型別，因此通過呼叫右值的成員函式，也就可能會修改了該右值，done!

關於右值，有乙個十分值得關注的語言的特性：右值能被 const 型別的引用所指向

const cs& ref = get_cs();

而且只能被const 型別的 reference 所指向：

//
error 
cs& ref = get_cs();

當乙個右值被 const reference 指向時，它的生命週期就被延長了，這個用法我在前面一篇部落格裡講到過它的相關應用，點這。

這裡暗藏邏輯其實就是：右值不能直接轉化成左值(但左值可以轉化為右值).

關於前面提到的右值的兩個特性：

1) 允許呼叫成員函式。

2) 只能被const reference指向。

導致了一些比較有意思的結果，比如：

void func(cs&c)
//error
func(get_cs());
//正確
func(get_cs() = get_cs());

其中:func(get_cs() = get_cs()); 能夠被正常編譯執行的原因就在於，cs 的成員函式 operator=() 返回的是 cs&！

不允許非 const reference 引用 rvalue 並不是完美的，它事實上也引起了一些問題，比如說拷貝建構函式的介面不一致了，這是什麼意思呢？

classcs;
//另一種寫法
class
cs2;

上面兩種寫法的不同之處就在於引數，乙個是const reference，乙個是非const.

通常來說，如果不需要修改傳進來的引數，我們往往就按 const reference 的寫法，但對於copy constructor 來說，它經常是需要修改引數的值，比如 auto_ptr。

//
類似auto_ptr
class
auto_ptr
private
: 
void*ptr_;
};

所以，對於auto_ptr來說，它的 copy constructor 的引數型別是 non const reference。

這個種寫法本來應該被鼓勵的，non const reference 比 const reference 更能靈活應對各種情況，從而保持一致的介面型別。

但如果拷貝建構函式寫成這樣子，卻又對 rvalue 的使用帶來了極大的不變，如前面所講的例子，rvalue 不能被 non const reference 所引用，所以像auto_ptr的這樣的 copy constructor 就不能接受 rvalue.

//
錯誤auto_ptr p(get_ptr());
//operator=() 同理，錯誤。
auto_ptr p = get_ptr();

這也是auto_ptr很不好用的其中乙個原因。

為了解決這個問題，c++11 中引入了一種新的引用型別，該種引用是專門用來指向 rvalue 的，有了這種新型別，對 lvalue 和 rvalue 的引用就能明確區分開來了，而在之前，它們是一樣的。

因為有了這種新的型別，接著就引出了c++11 中新的語義，move(), forward() 等，這兒先賣個關子，我們下次再講。