什么表达式创建 xvalues？

Question

我正在尝试理解 C++11 的概念。

我所说的标准草案：

一个 xvalue（一个“eXpiring”值）也指一个对象，通常接近其生命周期的末尾（因此它的 例如，可以移动资源）。 xvalue 是某些类型的表达式的结果，涉及 右值引用 (8.3.2)。 [ 示例：调用返回类型为右值的函数的结果 参考是一个xvalue。 ——结束示例]

好的，那么产生 xvalues 的“某些类型的表达式”到底是什么？这部分规范没有详细列出这些表达式。

我了解左值和纯右值（至少我认为，我了解）。

Answer 1

在§5 (C++11 §5[expr]/6) 的介绍中有一个有用的非规范性注释：

[ 注意：表达式是一个 xvalue 如果它是：

• 调用函数的结果，无论是隐式还是显式，其返回类型是对对象类型的右值引用，

• 对对象类型的右值引用的强制转换，

• 一个类成员访问表达式，指定一个非引用类型的非静态数据成员，其中对象表达式是一个 xvalue，或

• .* 指向成员的表达式，其中第一个操作数是 xvalue，第二个操作数是指向数据成员的指针。

一般来说，这条规则的效果是命名的右值引用被视为左值，而对对象的未命名的右值引用被视为xvalue；对函数的右值引用被视为左值，无论是否命名。 ——尾注]

搜索 §5 的其余部分，这个列表似乎很详尽。列表后面是一个例子：

struct A {
    int m;
};

A&& operator+(A, A);
A&& f();
A a;
A&& ar = static_cast<A&&>(a);

表达式 f()、f().m、static_cast<A&&>(a) 和 a + a 是 xvalues。表达式ar 是一个左值。

获取 xvalue 表达式的常用方法有两种：

• 使用std::move 移动对象。 std::move 对右值引用类型执行static_cast 并返回右值引用。

• 使用std::forward 转发右值。 std::forward 通常用于函数模板中，以实现函数参数的完美转发。

  如果提供给函数模板的参数是右值，则参数类型将是右值引用，即左值。在这种情况下，std::forward 对右值引用类型执行 static_cast 并返回右值引用。

  （注意：如果提供给函数模板的参数是左值，则参数类型将是左值引用，std::forward 将返回左值引用。）

Answer 2

第 5 章描述了有效表达式的语法，为每个表达式语法列出了表达式为左值、xvalue 或 prvalue 的条件。第 5 条中可能的 xvalue 的完整列表是：

5.2.2 第 10 段：如果结果类型是对对象类型的右值引用，则函数调用是...一个 xvalue。

（在标准的技术语言中，“对象类型”与“类类型”的含义不同。“对象类型”包括基本类型、指针和数组，仅不包括函数类型。右值引用to 函数类型始终被视为左值，而不是 xvalue。）

最值得注意的返回右值引用的函数当然是std::move，有时是std::forward。

5.2.5 第 4 段：如果 E2 是非静态数据成员...如果 E1 是 xvalue，则 E1.E2 是 xvalue

（另一方面，数据成员查找E1->E2 始终是左值。）

同样，如果E1 是一个xvalue，那么数据成员查找E1.*E2 是一个xvalue：

5.5 第 6 段：.* 表达式的结果，其第二个操作数是指向数据成员的指针，其值类别 (3.10) 与其第一个操作数相同。

对于各种类型的演员表：

• dynamic_cast<Type>(expr)：5.2.7第2段
• static_cast<Type>(expr): 5.2.9 第 1 段
• reinterpret_cast<Type>(expr)：5.2.10第1段
• const_cast<Type>(expr)：5.2.11第1段
• (Type) expr: 5.4 第 1 段

当且仅当Type 是对对象类型的右值引用时，表达式才是一个xvalue。 Type(expr) 也是如此，因为

5.2.3 第 1 段：如果表达式列表 [在类型名称后面的括号中] 是单个表达式，则类型转换表达式等效于（在定义上，如果在含义上定义）对应的强制转换表达式 (5.4) .

（另一方面，Type{expr} 始终是纯右值。）

关于条件运算符的第 5.16 节最后说，如果 B 和/或 C 是​​一个 xvalue，A ? B : C 有时可以是一个 xvalue。但完整的规则很难总结。

如果表达式最终调用用户定义的重载运算符函数，则第 5.2.2 节适用于该表达式，而不是描述内置运算符行为的表达式。 （参见@James 发布的示例中的表达式a + a。）

Answer 3

正如你所说，

一个xvalue（一个“eXpiring”值）也指一个对象，通常接近其生命周期的末尾（例如，它的资源可能会被移动）。

关注：object、be moved、end lifetime

这是一个例子：

void move_test(){
    std::string s = "I'm here!";
    std::string m  =  std::move(s);  // move from <s> to <m>
    // s is now in an undefined, but valid state; 
    std::cout << "s=" << s << "; &s=" << &s << std::endl;
}

通过移动，我们可以将命名值（左值，这里是s）转换为右值（即std::move(s)）。更具体地说，因为它不能是prvalue（它有一个名字！换句话说，它有一个身份），它最终是一个xvalue。

xvalue 始终服务于C++ 移动语义。

Answer 4

从我所读到的内容中，我了解到将某事物称为 xvalue 是一种奇特的说法：

xvalue 只是一个右值，其存储空间可能已被释放，因此使用它意味着您必须自己验证它的存在。

通常，它是远离实际右值的一个或多个间接级别。

相比之下，只要在作用域内，右值就保证其存储空间存在。

我可能错了，但这是我所理解的。