对纯右值的左值引用的地址代表啥？

Posted 2023-02-16

【中文标题】对纯右值的左值引用的地址代表啥？

【英文标题】：What does the address of an lvalue reference to a prvalue represent?对纯右值的左值引用的地址代表什么？

【发布时间】：2017-03-12 20:05:24

【问题描述】：

当函数参数是左值类型时引用lref：

void PrintAddress(const std::string& lref) 
  std::cout << &lref << std::endl;

并且lref 绑定到prvalue：

PrintAddress(lref.substr() /* temporary of type std::string */)

地址代表什么？那里住着什么？

prvalue 不能获取其地址。但是左值引用到纯右值可以获取它的地址，这对我来说很好奇。

【问题讨论】：

写入该地址是否合法（在 C++ 中，并且就内存而言）？例如，const_cast<string&>(static_cast<cost string&>(s.substr(1))) = string()

一个临时住在那里。它们有生命周期，有时是可变的

“那里住着什么？” - 嗯？

【参考方案1】：

函数内部lref不是prvalue，它是一个左值，你可以取它的地址。

关于右值与左值存在一个常见的误解。 命名参数始终是左值。不管它是否是绑定到右值的引用类型。通过const & 引用类型，您甚至无法判断对象在调用函数时实际具有哪种值类别。右值引用和非 const 左值引用为您提供了这些信息：

void foo(std::string& L, std::string&& R)

    // yeah i know L is already an lvalue at the point where foo is called
    // R on the other hand is an rvalue at the point where we get called
    // so we can 'safely' move from it or something...

临时字符串是调用者上下文中的prvalue（在点PrintAddress 被调用）。在被调用者的上下文中（PrintAddress）lref 是一个左值引用，因为在这个上下文中它实际上是一个左值。

PrintAddress 不知道传递的参数的有限生命周期，从PrintAddress' 的角度来看，对象“总是”在那里。

std::string q("abcd");
PrintAddress(q.substr(1)); // print address of temporary

在概念上等同于：

std::string q("abcd");

    const std::string& lref = q.substr(1);
    std::cout << &lref << std::endl;

临时对象的生命周期延长到定义 lref 的范围的末尾（在本示例中为 PrintAddress 函数范围的末尾）。

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地址代表什么？那里住着什么？

一个包含传递内容的std::string 对象。

写入该地址是否合法（在 C++ 中，并且就内存而言）？

不，如果你使用右值引用是合法的：

void PrintAddressR(std::string&& rref) 
    rref += "Hello"; // writing possible
    std::cout << &rref << std::endl; // taking the address possible

// ...
PrintAddressR(q.substr(1)); // yep, can do that...

这同样适用：rref 是一个左值（它有一个名称），因此您可以获取它的地址并且它是可变的。

【讨论】：

你有非法修改的来源吗？绑定到 const 引用会取消修改的资格是有道理的，但我认为有合理的机会并非如此。为什么我说合理是因为你可以做一些事情，比如在prvalues上调用非常量成员函数。

所以准确地说，您会说lref 不是 lvalue reference to prvalue，而是lvalue reference to const string, *initialized with* the prvalue？

@chris：不，我没有，我不认为我现在可以在标准中查找它，但我认为没有任何东西阻止编译器放置临时绑定到 const & 到不应触及的特殊只读内存（尤其是编译时常量的事物/文字）中。

我认为 [conv.rval] 会涵盖这一点。 T 类型的纯右值可以转换为 T 类型的 xvalue。 prvalue 的类型为 std::string，因此物化的 xvalue 对象的类型为 std::string，因此是可修改的。 [dcl.init.ref] 当prvalue 绑定到const 引用时调用实现。这样做的背景是，执行std::string s; foo(s); 将允许foo 的 const 引用丢弃 const 并对其进行修改。

@mgiuffrida：不，我会说lref 是reference to const string to which a prvalue is bound。

【参考方案2】：

简而言之，因为prvalue的生命周期已经延长。通过延长它的生命周期 - 通过任何引用 - 它是一个左值，因此可以获取它的地址。

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地址代表什么？那里住着什么？

地址代表一个对象，lref引用的对象。

prvalue 是短暂的，它不会长期存在。事实上，它会在创建它的语句结束时被销毁。

但是，当您创建对纯右值的引用（右值引用或 const 左值引用）时，它的生命周期会延长。 Ref.::

rvalue 可用于初始化 const lvalue [rvalue] 引用，在这种情况下，对象的生命周期由右值被延伸到引用范围结束。

现在获取它的地址实际上是有意义的，因为它是所有意图和目的的左值。现在，prvalue 有一个不确定的生命周期，它是一个左值。

然而，获取纯右值的地址没有意义，这可能就是不允许它的原因：

值在下一个语句之后被销毁，所以你不能对地址做任何事情，除非打印出来。

如果您获取某物的地址，则需要编译器来实际创建该对象。有时，编译器会优化掉一些微不足道的变量，但如果你要取它们的地址，编译器将不允许优化掉它们。

因此，获取纯右值的地址将导致编译器无法完全删除该值，没有任何好处（见第 1 点）。

【讨论】：

普遍赞成，但我认为这有助于解释可能的动机 为什么 取lref 的地址而不是prvalue 的地址是有意义的.谢谢！

【参考方案3】：

简单的英语：

void PrintAddress(const std::string& lref) 
  std::cout << &lref << std::endl;

任何有名字的对象都是lvalue，因此在上述函数范围内对lref的任何使用都是lvalue使用。

当你调用函数时：

PrintAddress(lref.substr() /* temporary of type std::string */)

当然，lref.substr() 会生成一个临时的 rvalue，但 rvalues 可以绑定到（延长其生命周期）const 左值引用或右值引用。

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即使你提供了一个rvalue 重载，因为它有一个名字，它是一个在其范围内的“某物的左值”，例如：

#include <string>
#include <iostream>

void PrintAddress(const std::string& lref) 
  std::cout << "LValue: " << &lref << std::endl;


void PrintAddress(std::string&& `rref`) 
  std::cout << "RValue: " << &rref << std::endl;  //You can take address of `rref`


int main()
    std::string str = "Hahaha";
    PrintAddress(str);
    PrintAddress(str.substr(2));

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记住：

在 C++ 中，任何对象（无论是值类型、引用类型还是指针类型） name 是一个 左值

也知道some expressions 也产生左值。