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表達式是C 語言的基石。每個表達式都有兩個屬性：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的一些知識。

前言

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

表達式與值類別

C 的程序由一系列的表達式（expressions）構成。表達式是運算符和操作數(shù)的序列，表達式指定一項計算。

例如：2 2 或者 std::cout << "Hello World" << std::endl都是表達式。

每個表達式有兩個互相獨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。類型確定了表達式可以進行哪些操作。
• 除了類型之外，還有一個稱之為值類別（value category）的屬性，卻可能是我們平時不太注意的。

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，每個表達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式的含義，例如：你應該知道這個表達式是沒有意義的：3 = 4，它甚至編譯不過。但你可能說不出來為什么編譯器會認為它編譯不過。

如果你使用gcc編譯器，它的報錯如下：

?error:?lvalue?required?as?left?operand?of?assignment
這個報錯中的lvalue就是數(shù)字表達式3的值類別。

再者，值類別還會影響函數(shù)的重載：當某個函數(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接受 const 的左值引用的形參時，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心，這就是本文所要說明的。

從左值和右值說起

最初的時候，只有左值（lvalue）和右值（rvalue）這兩個術語。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，是因為它常常出現(xiàn)在等號的左邊（left-hand side of an assignment）。同樣，rvalue是因為它常常出現(xiàn)在等號的右邊（right-hand side of an assignment）。

回顧一下上面的3 = 4編譯報錯，就是因為編譯器要求等號的左邊得是一個lvalue，而數(shù)字3其實是一個rvalue，所以這個是無法通過編譯的。

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，標識一個對象的表達式稱之為左值，不過lvalue已經(jīng)是“l(fā)ocator value”的簡寫，因為lvalue對應了一塊內存地址。

你可以簡單的理解為：左值對應了具有內存地址的對象，而右值僅僅是臨時使用的值。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標準開始，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，因為主要的值類別有：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。所以下文會通過一些示例來對它們進行說明。

這五種類別的分類基于表達式的兩個特征：

• 是否擁有身份（identity）：可以確定表達式是否與另一表達式指代同一實體，例如比較它們所標識的對象或函數(shù)的（直接或間接獲得的）地址；
• 是否可被移動（具體見下文）：移動構造函數(shù)、移動賦值運算符或實現(xiàn)了移動語義的其他函數(shù)重載能夠綁定到這個表達式。

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的表達式。
• xvalue是指：擁有身份且可被移動的表達式。
• prvalue是指：不擁有身份且可被移動的表達式。
• glvalue是指：擁有身份的表達式，lvalue和xvalue都是glvalue。
• rvalue是指：可被移動的表達式。prvalue和xvalue都是rvalue。

這么說起來還是有些拗口，不過其實顛來倒去就是兩個特征的“是”與“否”，所以通過一個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（rvalue）	xvalue	prvalue
不可移動	lvalue	不存在

注：不存在不擁有身份也不可移動的表達式。

我們可以通過下面這個圖來記憶五種類別的關系：

每種值類別都有其關聯(lián)的性質，這些性質決定了表達式可以如何使用。

glvalue

glvalue是擁有身份的表達式，它對應了一塊內存地址。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可以自動轉換成prvalue。例如：int a = b，等號右邊的lvalue會自動轉換成rvalue。
• glvalue可以是多態(tài)的（polymorphic），它所對應了動態(tài)類型和靜態(tài)類型可以不一樣，例如：一個指向子類的父類指針。
• glvalue可以是不完整類型，只要表達式允許。例如：由前置聲明但未定義的類類型。

rvalue

rvalue是指可以移動的表達式。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進行取地址操作。例如：