构造的 string("Plain Old C chain") 是右值吗？

Question

我想知道是否在下面的foo(string) 调用中进行了复制省略。 （注：foo(string)属于我无法更改的接口）。

为此，我尝试检查构造的string("Hello world!") 是否为rvalue。

我搜索了如何以编程方式执行此操作并找到了这篇文章：How to determine programmatically if an expression is rvalue or lvalue in C++?

void foo( string str)
{
    cout << str << endl;
}

int main()
{
    foo("Hello world!");
    cout << is_rvalue_reference<decltype(string("Hello world!"))>::value  << endl;
}

结果是

Hello world!
0

我以为我会得到true 到is_rvalue_reference< xxx >::value

• 我哪里错了？
• string("Hello world!") 可能是 rvalue 但似乎不是“任何类型的参考”（lvalue、rvalue、通用 ...）所以我得到了 false 结果。如果是rvalue，有没有办法获得true 的答案？
• 他的示例中是否存在复制省略？

Answer 1

• 我哪里错了？

std::string("") 是一个右值，但decltype(std::string("")) 不是一个右值引用。 std::string 对象的类型当然是...std::string。

您有一个类别错误。右值是一种表达式，右值引用是一种类型。

一个临时的string 对象是一个右值。 string&& 类型是右值引用类型。

您的decltype 表达式对于您要执行的操作没有用处。考虑：

std::string s;
using type1 = decltype(s);
using type2 = decltype(std::string(""));
static_assert(std::is_same<type1, type2>::value, "same");

在这两种情况下，decltype 给出相同的类型：std::string。那是因为decltype 告诉您的是类型，而不是值类别（即表达式是右值还是左值）。

如果你想知道一个表达式是右值还是左值，你需要知道的不仅仅是它的类型。在decltype(std::string("")) 的情况下，您正在创建一个未命名的临时对象，它是一个右值。你不需要问它的类型就知道了。

• string("Hello world!") 可能是右值，但似乎不是“任何类型的引用”（左值、右值、通用 ...），所以我得到了 错误 结果。如果是右值，有没有办法获得 true 答案？

你所说的“真实”答案是什么意思？你的意思是一个类型特征会给出结果true吗？

您可以询问该类型是否可转换为右值引用：

std::is_convertible<decltype(std::string("")), std::string&&>::value

这将告诉您是否可以将右值引用绑定到对象。但这是一个愚蠢的问题：当然，您可以将 X&& 类型的右值引用绑定到 X 类型的临时对象。您永远不需要问这个问题。

无论如何，你的函数不接受string&& 类型的参数，所以问这个问题甚至不会告诉你任何关于你对foo(std::string) 的调用。

• 在他的示例中是否存在复制省略？

是的，从临时字符串初始化函数参数不应该进行任何复制或移动，它们应该被省略。 C++14 标准在 [class.copy] p31 中说，当临时对象（尚未绑定到引用）将被复制/移动到相同类型的类对象时，可以省略复制/移动。从相同类型的临时变量初始化类类型的函数参数时满足该条件。不执行该省略的编译器（至少在启用优化时，或在“发布”版本中）是一个糟糕的编译器。

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/copy_elision 有对复制省略规则的解释——参见关于无名临时的部分。

Answer 2

我哪里错了？

右值引用具有以下形式：T&&。

decltype(string("")) 计算结果为 string，而不是 string&& - 因此它不是 右值引用。

is_same<decltype(string("Hello world!")), string>::value // true

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string("Hello world!") 可能是右值，但似乎不是“任何类型的引用”

string("Hello world!") 是一个具有 rvalue 值类别的表达式 - 更具体地说，它是一个 prvalue。表达式are non-references。 （更多信息："In C++, what expressions yield a reference type when decltype is applied to them?"。）

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如果是右值，有没有办法得到正确的答案？

您可以使用以下转换：

• 给定一个左值，返回一个左值引用。

• 给定一个右值，返回一个右值引用。

上面提到的行为可以通过template argument deduction rules获得：

template <typename T>
using is_rvalue = std::is_rvalue_reference<T&&>;

is_rvalue<decltype(string(""))>::value // true
is_rvalue<decltype(std::declval<string&&>())>::value // true
is_rvalue<decltype(std::declval<string&>())>::value // false

上面的代码之所以有效，是因为：

• T&& 对于 xvalues 和 prvalues 都被推导出为 T&&。

• T&& 被推导出为T& 否则（即对于左值）。

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他的例子中是否存在复制省略？

在 C++14 中，编译器被允许 （但不是必需的） 删除示例中的副本。

（感谢 Jonathan Wakely 识别下面引用的相关 C++14 标准草案引用。）

相关C++14标准草案(N4296)引用：

• §12.8 [class.copy] p.31

  当满足某些条件时，允许实现省略类的复制/移动构造 对象，即使为复制/移动操作选择了构造函数和/或对象的析构函数 有副作用。在这种情况下，实现会处理省略的复制/移动的源和目标 操作只是引用同一对象的两种不同方式，以及该对象的销毁 发生在两个对象在没有优化的情况下被销毁的较晚时间。这种复制/移动操作的省略，称为复制省略，在以下情况下是允许的（其中 可以合并以消除多个副本）：

  [...]

  [p.31.3] 未绑定到引用的临时类对象将被复制/移动 对于具有相同 cv-unqualified 类型的类对象，可以通过以下方式省略复制/移动操作 将临时对象直接构造到省略的复制/移动的目标中

• §5.2.2 [expr.call] p.4

  当一个函数被调用时，每个参数都应该用它对应的初始化 争论。 [...] 在 参数的初始化，实现可以通过以下方式避免构建额外的临时变量 将相关参数的转换和/或临时结构的构造与 参数的初始化。 [...]

ISO/IEC。 （2014）。 ISO 国际标准 ISO/IEC 14882:2014(E) – 编程语言 C++。 [工作草案]。瑞士日内瓦：国际标准化组织 (ISO)。 （取自https://isocpp.org/std/the-standard）