Категории значений С++

Все выражения делятся на следующие категории значений:

            Каждое выражение принадлежит ровно одной категории значений: lvalue, xvalue или prvalue. В процессе вычисления, выражение может переходить из одной категории значений в другую, но все выражения, в конечном итоге, преобразовываются к категории значений rvalue.

            Например: выражение может сначала быть lvalue, после чего преобразуется к rvalue.

            В общем, все категории значений можно разделить на два вида:  левосторонние (изменяемые) и правосторонние (не изменяемые).

операнд_1 = операнд_2;

Где:

Операнд-1 – левостороннее значение (glvalue, lvalue, xvalue – ссылка на правосторонние данные).  

Операнд-2 – левостороннее значение или правостороннее значение (rvalue, prvalue, xvalue – результат выражения с prvalue или ссылками на rvalue).

Общий пример.

int f0() { int i = 23; return i; }

int& f1() { int i = 23; return i; }

int main()

{

   int p = 5;

   //&5;                         // Ошибка. Выражение должно быть lvalue.

   &p;                           // Ок.

   int *t = &p;                  // Ок.

   &t;                           // Ок.

   //&(double)p;         // Ошибка. Выражение должно быть lvalue.

   &(double&)p;                  // Ок.

   double *x = &*(double*)&p;    // Ок.

   cout << *(int*)x << endl;

   //&f0();                      // Ошибка. Выражение должно быть lvalue.

   cout << &f1() << endl;        // Ок.

   return 0;

}

2.          

3.          

4.          

5.          

lvalue

1.     lvalue назван так исторически, так как он ​​может находиться с левой стороны в операциях присвоения.  lvalue (левосторонние данные) – данные, которым можно присвоить какое-либо значение и адрес расположения этих данных в памяти можно получить используя оператор «&». 

К левосторонним данным относятся.

1.     Переменные:                   int b = 5; int temp; temp = b;

2.     Ссылка (в момент явного приведения с созданием временной ссылки ((тип&)lvalue)):                                int a = 5; (double&)a = 23.23;

3.     Раскрытый указатель / адрес:      int *p = new int(23);    *p = 5;

int a = 5; *(double*)&a = 23.23; // Извлекаем адрес, по которому расположена переменная-а, приводим этот адрес к типу double*, раскрываем этот адрес, после чего по этому же адресу неявно создается временная переменная типа double, которой присваивается константна. 

4.     Нераскрытый указатель, если ему присваивается адрес:

int main() 

{

   int a = 23;  int *p = new int(); int *q = new int();

   p = q;                        // Присваиваем адрес, присвоенный указателю q.

   p = &a;                       // Присваиваем адрес переменной.

   p = new int(5);               // Присваиваем адрес выделенной памяти.

   return 0;

}

5.     Возвращаемое значение функции по ссылке, указателю; в этом случае, на месте инициатора вызова функции, будет подставлено левостороннее значение.

int& f1(int& a)          { return a;  }                    // Возвращает ссылочную переменную.

int* f2(int& a)          { return &a; }                    // Возвращает адрес, на который ссылается ссылка.

int*& f3(int*& a)        { return a;  }                    // Возвращает ссылочную переменную-указатель.

int main()

{

   int a = 5, b = 10, temp;

   int *p = new int(23);

   cout << "a == " << a << " " << ", b == " << b << ", *p == " << *p << endl;

   temp  = a;              

   f1(a) = b;                     // f1(a) - левостороннее значение.

   *(f2(b)) = temp;               // f2(b) - правостороннее значение. *(f2(b)) - левостороннее значение.

   p = &temp;                     // Имя указателя - левостороннее значение.

   f3(p) = &temp;                 // f3(p) - левостороннее значение.

   cout << "a == " << a << " " << ", b == " << b << ", *p == " << *p << endl;  

   return 0;

}

rvalue

1.     r-value назван так исторически, так как он ​​может находиться с правой стороны в операциях присвоения. 

2.     r-value (правосторонние данные) – это данные, которые можно присвоить левосторонним данным и адрес расположения этих данных в памяти нельзя получить используя оператор «&».

3.     Результатом всех выражений всегда есть rvalue. 

К правосторонним данным относятся.

1.     Результат применение оператора &.

int a = 23;

&a;              // Результат взятия адреса - правостороннее значение.

//&a = 5;        // Недопустимо: попытка выполнить присвоение правосторонним данным.

2.     Приведение значения дает r-value.

int main()

{

 int i = 5;

 //(double)i = 23.23; // Ошибка. (double)i - приведение значения дает r-value.

 return 0;

}

Исключение (VS2012): приведение значения к своему же типу дает l-value.

 

int main()

{

   int x = 23;

   const int &s = x;

   (int)s = 32;

   //(unsigned)s = 32; // Ошибка. Результатом приведения к другому типу является r-value.

   cout << x << endl;

   return 0;

}

3.     Результат вызова функции, тип возвращаемого значения которой не является ссылка.

int r()                                   // Возвращает rvalue

{ return 0; }

int f() { int i = 23; return i; }

int main()

{

    int a = f();     // Ок. f() возвращает правостороннее значение, может быть присвоено другим данным.

    f();             // Эквивалентно: 23; - чистое правостороннее значение.

    //f() = 5;       // Недопустимо: попытка выполнить присвоение чистым правосторонним данным.       

    return 0;

}

xvalue

xvalue («eXpiring» - «разрушающееся» значение) ссылается на объект, как правило, ближе к концу его жизни. xvalue относится к категории glvalue только в том случае, если glvalue преобразуется в выражении к xvalue, во всех остальных случаях xvalue относиться к категории rvalue.

1. xvalue является результатом определенных видов выражений, содержащих rvalue ссылки.

int&& i = 5 + 5;         //5 + 5 создает xvalue == 10

i;                       //i – glvalue, т.к. к нему можно применить оператор &.

2. Результат преобразования rvalue к ссылке на правосторонние данные есть xvalue, полученное из категории rvalue.

(int&&)23.23;  // rvalue преобразуется к xvalue.

3. Результат вызова функции, тип возвращаемого значения которой является ссылка на rvalue, считается xvalue.

int&& x()                                 // Возвращает xvalue

{

        return 0;

        return 0 + 0;

}

glvalue

glvalue («generalized» - «обобщенное» lvalue) является lvalue или xvalue. К glvalue можно применить оператор «&».

1. Результат преобразования glvalue к ссылке на правосторонние данные есть xvalue, полученное из категории glvalue.

int i = 0;

(int&&)i;      // glvalue преобразуется к xvalue.

2. Создание ссылки на правосторонние данные:

int&& i = 5;             // 5 – prvalue.

i;                       // i – glvalue, т.к. к нему можно применить оператор &.

prvalue

prvalue («pure» «чистая» rvalue) – значение констант.

1.   Константы:                 

23;

7.3E

true