凭经验确定 C++11 表达式的值类别？答案

【问题标题】：Empirically determine value category of C++11 expression?凭经验确定 C++11 表达式的值类别？
【发布时间】：2013-05-19 18:19:08
【问题描述】：

C++11 中的每个表达式都有一个值类别。 lvalue、xvalue 或 prvalue 之一。

有没有办法编写一个宏，给定任何表达式作为参数，将产生一个字符串“lvalue”、“xvalue”或“prvalue”？

例如：

int main()
{
    int x;

    cout << VALUE_CAT(x) << endl; // prints lvalue
    cout << VALUE_CAT(move(x)) << endl; // prints xvalue
    cout << VALUE_CAT(42) << endl; // prints prvalue
}

VALUE_CAT 怎么实现？

【问题讨论】：

类似于#define VALUE_CAT(expr) get_value_description(sizeof SFINAE_test_1((expr)), sizeof SFINAE_test_2((expr)))
我想出了这个，但它不认为第二个是glvalue...ideone.com/ARlW3v
@BenVoigt 我不认为基于重载解决方案的解决方案可以工作，因为重载集无法区分 xvalue 和 prvalue。这太糟糕了，因为可能完全避免使用宏（例如，constexpr 函数的重载集）。（实际上我很高兴事实并非如此，这会使重载解析比现在更加复杂！）

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

decltype 可以返回实体的声明类型（因此得名），但也可以用于查询表达式的类型。但是，在后一种情况下，结果类型会根据该表达式的值类别进行“调整”：左值表达式导致左值引用类型，右值引用类型中的 xvalue，以及类型中的纯右值。我们可以利用这一点：

template<typename T>
struct value_category {
    // Or can be an integral or enum value
    static constexpr auto value = "prvalue";
};

template<typename T>
struct value_category<T&> {
    static constexpr auto value = "lvalue";
};

template<typename T>
struct value_category<T&&> {
    static constexpr auto value = "xvalue";
};

// Double parens for ensuring we inspect an expression,
// not an entity
#define VALUE_CATEGORY(expr) value_category<decltype((expr))>::value

【讨论】：

我没有意识到decltype“映射”表达式值类别（左值，xvalue，prvalue）到引用类型（左值引用到T，右值引用到T，T）。谢谢。
@user1131467：你必须使用 decltype 和这样用双括号括起来的表达式。这改变了decltype 推断表达式类型的方式。
decltype(...) 记录在 N3485 7.1.6.2/4
@NicolBolas：仅当它是 id-expression 时。例如decltype(move(x)) 将按预期生成int&&。
@Nikos "named rvalue references are lvalues".

【解决方案2】：

您还可以尝试使用 clang API 的 Classification 函数从包含表达式的 clang AST 返回表达式的类别。当然，这比@Luc 的解决方案复杂得多，因为它需要通过 clang 生成实际的 AST。

【讨论】：

【解决方案3】：

#ifndef _TPF_TYPE_NAME_H
#define _TPF_TYPE_NAME_H

template <typename T>
constexpr bool is_lvalue_helper = std::is_lvalue_reference<T>::value;

template <typename T>
constexpr bool is_xvalue_helper = std::is_rvalue_reference<T>::value;

template <typename T>
constexpr bool is_prvalue_helper = !(is_lvalue_helper<T> || is_xvalue_helper<T>);

template <typename T>
constexpr bool is_rvalue_helper = is_xvalue_helper<T> || is_prvalue_helper<T>;

template <typename T>
constexpr bool is_glvalue_helper = is_xvalue_helper<T> || is_lvalue_helper<T>;

#define is_lvalue(type_instance) is_lvalue_helper<decltype((type_instance))>
#define is_xvalue(type_instance) is_xvalue_helper<decltype((type_instance))>
#define is_prvalue(type_instance)is_prvalue_helper<decltype((type_instance))>
#define is_rvalue(type_instance) is_rvalue_helper<decltype((type_instance))>
#define is_glvalue(type_instance)is_glvalue_helper<decltype((type_instance))>

#endif // end of _TPF_TYPE_NAME_H

【讨论】：