C++ 新特性 笔记

摘录

constexptr

C++14尝鲜：constexpr函数（编译期函数）

总结来说，就是在c++11之前，要实现编译期数值计算需要繁琐的模板元编程。在c++11 中，可以是函数，在一句ruturn 语句中进行求值，函数中既不能有变量也不能有分之判断语句，限制较多。在C++17之后，则取消了大部分限制，比如可以有变量，可以有分支判断语句，但不能有goto，asm，try等语句。具体可以参考cppreference。

准确的说，constexpr函数是一种在编译期和运行期都能被调用并执行的函数。出于constexpr函数的这个特点，在C++11之后进行数值计算时，无论在编译期还是运行期我们都可以统一用一套代码来实现。编译期和运行期在数值计算这点上得到了部分统一。

什么是rvalues，lvalues，xvalues，glvalues和prvalues？

• lvalue（所谓的，历史上，因为左值可以出现在赋值表达式的左侧）表示一函数或一个对象。 [示例：如果E是指针类型的表达式，则*E 是一个左值表达式，引用要指向的对象或函数E 。另一个例子，调用返回类型为左值引用的函数的结果是左值。
• xvalue（一个“到期”值）也指一个对象，通常接近其寿命的末尾（使得其资源可以被移动，例如）。xvalue是涉及rvalue引用的某些表达式的结果。 [示例：调用返回类型为右值引用的函数的结果是xvalue。]
• glvalue （“广义”左值）是左值 或x值。
• rvalue（所谓的，历史上，因为右值可以出现在赋值表达式的右手侧）是x值，临时对象或子对象，或它们的不与一个对象相关联的值。
• prvalue（“纯”右值）是一个rvalue，这不是一个x值。 [示例：调用返回类型不是引用的函数的结果是prvalue]

lvalue 左值

当且仅当E指的是已经具有使其可在E外部访问的标识（地址，名称或别名）的实体时，表达式E属于左值类别。

#include <iostream>

int i=7;

const int& f(){
    return i;
}

int main()
{
    std::cout<<&"www"<<std::endl; // This address ...
    std::cout<<&"www"<<std::endl; // ... and this address are the same.
    "www"; // The expression "www" in this row is an **lvalue expression**, because it refers to the same entity ...
    "www"; // ... as the entity the expression "www" in this row refers to.

    i; // The expression i in this row is an lvalue expression, because it refers to the same entity ...
    i; // ... as the entity the expression i in this row refers to.

    int* p_i=new int(7);
    *p_i; // The expression *p_i in this row is an lvalue expression, because it refers to the same entity ...
    *p_i; // ... as the entity the expression *p_i in this row refers to.

    const int& r_I=7;
    r_I; // The expression r_I in this row is an lvalue expression, because it refers to the same entity ...
    r_I; // ... as the entity the expression r_I in this row refers to.

    f(); // The expression f() in this row is an lvalue expression, because it refers to the same entity ...
    i; // ... as the entity the expression f() in this row refers to.

    return 0;
}

xvalues 亡值

若表达式E属于xvalue类别，当且仅当它满足：

-无论是隐式调用还是显示调用，调用一个函数的结果返回一个对要返回的对象类型的引用的rvalue

int&& f(){
    return 3;
}

int main()
{
    f(); // 表达式 f() 是xvalue ，因为 f() 的返回类型是一个对象类型的引用的 rvalue.

    return 0;
}

-或者，右值(rvalue)引用对象类型的cast

int main()
{
    static_cast<int&&>(7); // 表达式static_cast<int&&>(7) , 其是右值引用对象类型的 cast.
    std::move(7); // std::move(7) is equivalent to static_cast<int&&>(7).

    return 0;
}

-类成员访问表达式指定 非引用类型的非静态数据成员, 其中对象表达式是 xvalue

struct As
{
    int i;
};

As&& f(){
    return As();
}

int main()
{
    f().i; //  f().i  是 xvalue， 因为 As::i 是 non-static data member of non-reference type, and the subexpression f() belongs to the xvlaue category.

    return 0;
}

• 一种pointer-to-member表达式, 其中第一个操作数是 xvalue, 第二个操作数是指向数据成员的指针。
  
  请注意，上述规则的效果是对命名rvalue引用被视为lvalues，对对象的未命名rvalue引用被视为xvalues; 对函数的右值引用被视为左值，无论是否命名。

#include <functional>

struct As
{
    int i;
};

As&& f(){
    return As();
}

int main()
{
    f(); // The expression f() belongs to the xvalue category, because it refers to an unnamed rvalue reference to object.
    As&& rr_a=As();
    rr_a; //  rr_a 是 lvalue category，因为它指的是一个命名的 rvalue 对象引用
    std::ref(f); // n std::ref(f) 表达式是 lvalue , 因为它指的是一个命名的 rvalue 对象引用

    return 0;
}

prvalue

当且仅当E既不属于左值也不属于xvalue类别时，表达式E属于prvalue类别。

struct As
{
    void f(){
        this; // this  是 **prvalue** 表达式。 注意：this 不是一个变量
    }
};

As f(){
    return As();
}

int main()
{
    f(); // f() 表达式属于 prvalue category, 其既不属于 lvalue 也不属于 xvalue 类

    return 0;
}

rvalue

当且仅当E属于xvalue类别或属于prvalue类别时，表达式E属于rvalue类别。

请注意，此定义表示当且仅当E指的是没有任何标识使其可在E之外访问的实体时，表达式E属于右值类别。

glvalues

当且仅当E属于lvalue类别或xvalue类别时，表达式E属于glvalue类别。

一个实用的规则

Scott Meyers 已出版的经验的一个非常有用的规则，从左值右值的区别。

如果可以获取表达式的地址，则表达式为左值。

如果表达式的类型是左值引用（例如，T＆或const T＆等），则该表达式是左值。

否则，表达式是右值。从概念上（通常也是实际上），rvalues对应于临时对象，例如从函数返回的或通过隐式类型转换创建的临时对象。大多数文字值（例如，10和5.3）也是右值。