Категории выражений и виды ссылок

• Категории выражения
• Виды ссылок

Каждое выражение в языке C++ имеет два свойства – тип и категорию. В зависимости от категории выражения, с ним может быть связана ссылка определенного типа.

Категории выражения

До поддержки семантики перемещения в языке C++ были две категории выражений – lvalue и rvalue. Чтобы выяснить, является ли конкретное выражение lvalue или rvalue, использовалось следующее интуитивное правило: если выражение может стоять в левой части присваивания, то оно lvalue, иначе оно rvalue.

Начиная со стандарта C++11, для поддержки семантики перемещения были введены новые категории значений – glvalue, prvalue и xvalue. Теперь любое выражение языка может принадлежать одной из этих категорий.

Категория rvalue является объединением prvalue и xvalue, а категория glvalue – объединением lvalue и xvalue.

Формального определения категорий в явном виде в стандарте С++ нет. В документе для каждого типа выражения указана категория выражений, которой он принадлежит. На практике же удобно использовать следующие интуитивные определения категорий lvalue, xvalue или prvalue:

• Выражение принадлежит категории prvalue, если это выражение соответствует временному неименованному объекту. Например, i++.
• Выражение принадлежит категории xvalue, если это именованный объект, ресурсы которого могут быть переиспользованы. Это может быть результат выражения static_cast<type &&> или результат вызова функции, возвращающей type &&. Например, std::move(obj).
• Все остальные выражения принадлежат категории lvalue. Например, *ptr.

Виды ссылок

До С++11 существовал только один вид ссылок. Если мы хотели взять ссылку на переменную var типа type, то следовало писать следующее:

type &ref = var;

Такая ссылка называется lvalue-ссылка. Она может быть привязана только к lvalue-выражению.

Для поддержки семантики перемещения были введены новые типы ссылок – rvalue-ссылка и forwarding-ссылка. Если требуется rvalue-ссылка, необходимо написать следующее:

type &&ref = rvalue_expr;

Такая ссылка, в отличие от lvalue-ссылки, должна ссылаться на rvalue-выражение.

Также была введена forwarding-ссылка:

template <typename T>
void foo(T &&arg);

где T – это шаблонный параметр, выводимый из аргумента шаблона функции. Такое объявление очень похоже на объявление rvalue-ссылки, но работает иначе. За счет механизма схлопывания ссылок forwarding-ссылка может связываться как с lvalue, так и rvalue-объектами. Подробно этот механизм разобран здесь.

Не стоит путать forwarding и rvalue ссылки. В примере ниже шаблонный аргумент T относится к классу Base, а не к функции foo. Поэтому аргумент arg функции foo является не forwarding, а rvalue-ссылкой:

template <typename T>
class Base
{
  void foo(T&& arg);
};

Наличие в языке forwarding-ссылки позволяет реализовать механизм идеальной передачи (perfect forwarding). Суть этого механизма в том, что в зависимости от своего типа объект передается так, как это ожидается: rvalue-объект будет перемещен, lvalue-объект будет скопирован. Реализацией perfect forwarding в стандартной библиотеке является функция std::forward.

2.01 K

2

8

2

ПОДЕЛИТЬСЯ

Присылаем лучшие статьи раз в месяц