c++基础·左值右值

一、左值与右值的本质特征

1. 基础定义

• 左值 (lvalue)
  ✅ 可出现在赋值运算符左侧
  ✅ 可被取地址（有明确存储位置）
  ✅ 通常为具名变量（如int a = 10;中的a）

• 右值 (rvalue)
  ❌ 不可出现在赋值左侧
  ❌ 不可取地址（无持久存储位置）
  ✅ 通常是临时对象或字面量（如5, a+1）

2. 双维度鉴别法

法一：赋值能力测试

int x = 10;    // x是左值  
x = 20;        // 合法  
// 10 = x;     // 错误：右值不可被赋值  

法二：地址操作验证

int* p1 = &x;  // 成功  
// int* p2 = &(x+1); // 失败：表达式结果无地址  

二、引用类型深度解析

1. 左值引用

规则：只能绑定左值

int a = 10;  
int& ref1 = a;     // ✅ 正确  
ref1 = 20;         // 修改原值  
 
// int& ref2 = 5;  // ❌ 错误：无法绑定右值  
const int& cref = 5; // ✅ 特殊允许（编译器创建临时对象）  

2. 右值引用（完整保留你的代码逻辑）

规则：绑定右值或通过std::move转换

int&& rref1 = 10;            // ✅ 直接绑定字面量  
int b = 20;  
// int&& rref2 = b;         // ❌ 错误：b是左值  
int&& rref3 = std::move(b);  // ✅ 强制转换（原对象进入"将亡"状态）  

代码陷阱示例：

std::string s1 = "Hello";  
std::string&& s2 = std::move(s1);  
std::cout << s1; // 输出结果不确定！可能为空或保留原值  

三、左值/右值引用应用场景

1. 左值引用典型用途

参数传递（避免拷贝）

void processBigData(const std::vector<int>& data) {  
    // 避免拷贝大型对象  
}  

操作容器元素

std::vector<int> vec{1,2,3};  
int& elem = vec[0]; // 直接修改元素  

2. 右值引用核心价值

实现移动语义（资源转移）

class String {  
    char* data;  
public:  
    // 移动构造函数  
    String(String&& other) noexcept   
        : data(other.data)  {  
        other.data  = nullptr; // 原对象放弃资源  
    }  
};  

完美转发（保留参数特性）

template<typename T>  
void relay(T&& arg) {  
    target(std::forward<T>(arg));  
}  

四、纯右值详解（完整保留你的分类）

1. 纯右值 (prvalue) 类型

类别	示例
字面量（除字符串外）	42, 3.14, 'a'
算术/逻辑表达式结果	a + b, x && y
返回非引用的函数调用	std::string("temp")
Lambda表达式	[](){ return 5; }()

2. 典型场景代码

int getValue() { return 100; }  
 
int main() {  
    int c = getValue(); // 函数返回值是纯右值  
    int d = c++;        // c++是纯右值（返回旧值副本）  
}  

五、关键知识扩展

1. 移动语义性能对比

传统拷贝 vs 移动操作

// 拷贝语义（高开销）  
std::vector<int> v1(1000000, 5);  
std::vector<int> v2 = v1; // 深拷贝  
 
// 移动语义（零拷贝）  
std::vector<int> v3 = std::move(v1); // 仅指针交换  

2. std::move本质解析

• 不做任何资源移动
• 仅执行左值到右值的静态类型转换
• 实际移动操作由对象的移动构造函数/赋值运算符实现

六、常见误区与解答

❓ 问题1：右值引用变量本身是左值还是右值？
✅ 解答：右值引用变量是左值！它有名字且可被取地址：

int&& rref = 10;  
int* p = &rref;  // 合法操作  

❓ 问题2：const左值引用为何能绑定右值？
✅ 解答：编译器隐式创建临时对象并绑定，生命周期延长至引用结束