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表達(dá)式是C 語言的基石。每個(gè)表達(dá)式都有兩個(gè)屬性：類型（type）和值類別（value category）。前者是大家都熟悉的，但是后者卻可能是我們不太在意的。本文的目的是介紹與值類別相關(guān)的一些知識。

前言

本文是C 基礎(chǔ)系統(tǒng)文章中的一篇，將介紹C 中的值類別，以及與之相關(guān)的一些概念。

表達(dá)式與值類別

C 的程序由一系列的表達(dá)式（expressions）構(gòu)成。表達(dá)式是運(yùn)算符和操作數(shù)的序列，表達(dá)式指定一項(xiàng)計(jì)算。

例如：2 2 或者 std::cout << "Hello World" << std::endl都是表達(dá)式。

每個(gè)表達(dá)式有兩個(gè)互相獨(dú)立但是非常重要的屬性：

• 類型（type）。類型是我們很熟悉的概念，int，double和std::string這些都是類型。類型確定了表達(dá)式可以進(jìn)行哪些操作。
• 除了類型之外，還有一個(gè)稱之為值類別（value category）的屬性，卻可能是我們平時(shí)不太注意的。

type和category在中文中似乎都可以翻譯成“類型”。但在本文中，為了區(qū)分它們，統(tǒng)一將type翻譯成“類型”，category翻譯成“類別”。

為什么要懂這些東西？

不管你在不在意，每個(gè)表達(dá)式都屬于三種值類別（prvalue，xvalue，lvalue）中的一種。值類別可以影響表達(dá)式的含義，例如：你應(yīng)該知道這個(gè)表達(dá)式是沒有意義的：3 = 4，它甚至編譯不過。但你可能說不出來為什么編譯器會(huì)認(rèn)為它編譯不過。

如果你使用gcc編譯器，它的報(bào)錯(cuò)如下：

?error:?lvalue?required?as?left?operand?of?assignment
這個(gè)報(bào)錯(cuò)中的lvalue就是數(shù)字表達(dá)式3的值類別。

再者，值類別還會(huì)影響函數(shù)的重載：當(dāng)某個(gè)函數(shù)有兩種重載可用，其中之一接受右值引用的形參而另一個(gè)接受 const 的左值引用的形參時(shí)，右值將被綁定到右值引用的重載之上。如果你不明白這里提到的“左值引用”和“右值”是指什么的話請不要擔(dān)心，這就是本文所要說明的。

從左值和右值說起

最初的時(shí)候，只有左值（lvalue）和右值（rvalue）這兩個(gè)術(shù)語。它們源于C 的祖先語言：[CPL](https://en.wikipedia.org/wiki/CPL_(programming_language "CPL"))。

lvalue之所以叫l(wèi)value，是因?yàn)樗３３霈F(xiàn)在等號的左邊（left-hand side of an assignment）。同樣，rvalue是因?yàn)樗３３霈F(xiàn)在等號的右邊（right-hand side of an assignment）。

回顧一下上面的3 = 4編譯報(bào)錯(cuò)，就是因?yàn)榫幾g器要求等號的左邊得是一個(gè)lvalue，而數(shù)字3其實(shí)是一個(gè)rvalue，所以這個(gè)是無法通過編譯的。

C語言遵循了相似的分類法，但是否需要等號賦值已經(jīng)不再重要。在C語言中，標(biāo)識一個(gè)對象的表達(dá)式稱之為左值，不過lvalue已經(jīng)是“l(fā)ocator value”的簡寫，因?yàn)閘value對應(yīng)了一塊內(nèi)存地址。

你可以簡單的理解為：左值對應(yīng)了具有內(nèi)存地址的對象，而右值僅僅是臨時(shí)使用的值。例如int a = 1中，a是左值，1是右值。

C 11中的值類別

C 中對于值類別的定義也經(jīng)歷一些變化。從C 11標(biāo)準(zhǔn)開始，值類別早以不止是lvalue和rvalue兩種這么簡單。

但情況也不算太壞，因?yàn)橹饕闹殿悇e有：lvalue，prvalue 和 xvalue三種。加上兩種混合類別：glvalue和rvalue，一共有五種。

我們來看一下它們的定義：

• A glvalue（generalized lvalue） is an expression whose evaluation determines the identity of an object, bit-field, or function.
• A prvalue（pure rvalue） is an expression whose evaluation initializes an object or a bit-field, or computes the value of an operand of an operator, as specified by the context in which it appears, or an expression that has type cv void.
• An xvalue（eXpiring value） is a glvalue that denotes an object or bit-field whose resources can be reused （usually because it is near the end of its lifetime）.
• An lvalue is a glvalue that is not an xvalue.
• An rvalue is a prvalue or an xvalue.

這個(gè)定義很難理解，就算翻譯成中文，也一樣不好理解。所以下文會(huì)通過一些示例來對它們進(jìn)行說明。

這五種類別的分類基于表達(dá)式的兩個(gè)特征：

• 是否擁有身份（identity）：可以確定表達(dá)式是否與另一表達(dá)式指代同一實(shí)體，例如比較它們所標(biāo)識的對象或函數(shù)的（直接或間接獲得的）地址；
• 是否可被移動(dòng)（具體見下文）：移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)、移動(dòng)賦值運(yùn)算符或?qū)崿F(xiàn)了移動(dòng)語義的其他函數(shù)重載能夠綁定到這個(gè)表達(dá)式。

由此，C 11中對于這五種類別定義如下：

• lvalue是指：擁有身份且不可被移動(dòng)的表達(dá)式。
• xvalue是指：擁有身份且可被移動(dòng)的表達(dá)式。
• prvalue是指：不擁有身份且可被移動(dòng)的表達(dá)式。
• glvalue是指：擁有身份的表達(dá)式，lvalue和xvalue都是glvalue。
• rvalue是指：可被移動(dòng)的表達(dá)式。prvalue和xvalue都是rvalue。

這么說起來還是有些拗口，不過其實(shí)顛來倒去就是兩個(gè)特征的“是”與“否”，所以通過一個(gè)2x2的表格就很容易描述清楚了：

	擁有身份（glvalue）	不擁有身份
可移動(dòng)（rvalue）	xvalue	prvalue
不可移動(dòng)	lvalue	不存在

注：不存在不擁有身份也不可移動(dòng)的表達(dá)式。

我們可以通過下面這個(gè)圖來記憶五種類別的關(guān)系：

每種值類別都有其關(guān)聯(lián)的性質(zhì)，這些性質(zhì)決定了表達(dá)式可以如何使用。

glvalue

glvalue是擁有身份的表達(dá)式，它對應(yīng)了一塊內(nèi)存地址。glvalue有l(wèi)value和xvalue兩種形式，具體的示例見下文。

glvalue具有以下一些特性：

• glvalue可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換成prvalue。例如：int a = b，等號右邊的lvalue會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成rvalue。
• glvalue可以是多態(tài)的（polymorphic），它所對應(yīng)了動(dòng)態(tài)類型和靜態(tài)類型可以不一樣，例如：一個(gè)指向子類的父類指針。
• glvalue可以是不完整類型，只要表達(dá)式允許。例如：由前置聲明但未定義的類類型。

rvalue

rvalue是指可以移動(dòng)的表達(dá)式。prvalue和xvalue都是rvalue，具體的示例見下文。

rvalue具有以下特征：

• 無法對rvalue進(jìn)行取地址操作。例如：