为了更好的研究现代C++的一些高级特性(C++11中的右值引用，移动语义，完美转发等)，理解左值和右值是前提。

什么是左值和右值

首先，让我们远离任何形式的定义，清空你的脑袋。

在C++中，左值是指向特定内存地址的值，而右值不指向任何内存地址。

通常情况下，右值是临时且生命周期短暂的，而左值的生命周期更长且通常以变量的形式存在。

让我们来看一些例子。

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int x = 666;

在上面的代码中，666是一个右值，它是一个整数（字面量），没有特定的内存地址（程序运行时存储在临时寄存器上）。

666被赋值给了变量x，变量是可寻址的，有特定的内存地址，所以X是一个左值。

在C++中，赋值的左操作数必须为左值。

对于左值x，我们可以这样做：

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int* y= &x;

通过操作符&,我们可以取得x的内存地址，将它赋值给y。这也是完全合法的，赋值的左操作数是一个左值（变量），右操作数是一个右值（它由对左值取地址(&)产生）。

我们不可以这样做：

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int y;
666 = y; // error

你可能会说，当然不可以。但底层的原因是字面量666是一个右值，它没有特定的内存地址，我们无法将y赋值给它。

如果你使用GCC编译器，会得到下面的错误信息：

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error: lvalue required as left operand of assignment

同样地，我们也不能这样做：

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int* y = &666; // error

GCC编译器会告诉你

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error: lvalue required as unary ‘&’ operand

是的，我们只能对左值进行取地址的操作(&)，因为只有左值才能被寻址。

函数的返回值是左值/右值

我们知道赋值的左操作数必须是一个左值，所以下面的代码会出现编译错误“左操作数必须为左值”。

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int setValue()
{
    return 6;
}
setValue() = 3; // error

显然，setValue() 返回是一个右值（一个临时的整数 6），它不能被当作左操作数。

那么，如果函数返回值是一个左值呢？

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int global = 100;
int& setGlobal()
{
    return global;    
}
setGlobal() = 400; // OK

setGlobal()返回是一个引用（引用是指向现有内存地址的），所以它能够被赋值。注意这里的&, 它不是取地址的操作符，它是类型定义的一部分。

当你需要重载某些操作符，可能会需要返回左值。

左值到右值的转换

左值可能会被转换成右值。例如：

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int x = 1;
int y = 3;
int z = x + y;   // ok

x和y是两个左值，但是加法操作符+需要的是右值，这里发生了左值到右值的隐式转换。许多其他操作符也一样，例如-, *, /。

左值引用

那么相反的，右值可以被转换成左值吗？不能！这不是一个技术限制，是特定的编程语言设计成这样的而已。

在C++中，如果你这样做：

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int y = 10;
int& yref = y;
yref++;        // y is now 11

我们定义了一个int&类型的变量yref, 一个指向y的引用。这就是左值引用。现在，我们通过yref来改变y的值啦。

我们还知道，引用必须指向一个已经存在的内存地址（例如左值），在这里，y是确定存在的，所以这样写没有问题。

那么，如果我们直接将10赋值给一个引用，可以吗？

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int& yref = 10; // will it work?

不行！引用必须指向已经存在的内存地址，而字面量10并没有特定的内存地址，它是一个右值。

同样地，下面的代码也不能正常工作。

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void fnc(int& x)
{
}
int main()
{
    fnc(10);  // Nope!
    // This works instead:
    // int x = 10;
    // fnc(x);
}

在注释掉的能正常工作的代码中，我们用变量x来存储右值10，然后再传递给函数fnc.

如果我们只是想传递一个整数给函数，是不是非常不方便?

常量左值引用

通常上面的例子，我们知道不能将右值赋值给左值引用。例如int& ref = 10。

但是加上常量限定，居然就可以了：

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const int& ref = 10; // OK!

下面的例子也同样可以：

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void fnc(const int& x)
{
}
int main()
{
    fnc(10);  // OK!
}

右值没有特定的内存地址，随时可能失效，取它的引用没有意义；而 用const限定解决了“右值可能被修改”的问题。再次强调，这并不是技术上的限制，只是C++的选择。

在开发过程中，我们推荐传输入参数使用常量引用(const T &)，它能避免不必要的拷贝和临时对象的构造。

实际上，编译器为我们创建了一个隐藏的变量来存储字面常量，然后再把它赋值给引用。就像下面这样：

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// the following...
const int& ref = 10;

// ... would translate to:
int __internal_unique_name = 10;
const int& ref = __internal_unique_name;

结语

理解左值和右值能帮助你了解C++的内部工作原理，在C++11中，引入了右值引用和移动语义。也就是，右值也可以被修改了！！

我将在后面的篇幅中介绍它们。

Reference