私房STL之左值和右值

左值和右值并不专属于STL里的内容,是在接触STL的过程发现了笔者C/C++的知识规则漏洞。

左值右值

左值(LValue)即等号左边的值,右值(RValue)即等号右边的值,右值必须放在等号右边,但左值既可以在左边也可以放在右边。那么数值(等式),字符串,常量,只能作为右值,右值决不能放置等号左边。

100 = 60;		/*数值是右值,不合法*/
'A' = 'a';		/*字符是右值,不合法*/
const int a = 1;
a = 100;		/*a为常量,属右值,不合法*/

变量,引用(reference)作为左值,既可以在等式左边,又可以在等式右边。

int a,b;
a = 2;		/*a左值,2右值。*/
b = a;		/*b左值,a左值。*/
int &c = a;	/*a左值,c左值。*/

特别的,自增有两种形式:i++和++i,但两者是有区别的,允许我用c将其操作展开:

i++的操作:

{
	int temp = i;
	++i;
	return temp;
}

++i的操作:

{
	i = i + 1;
	return i;
}

因此i++ = 1是不合法的,因为i++返回的是临时值,不是i自己,为了消除歧义,i++坚决返回右值,也就是说它只能放置在等式右边。而++i = 1是合法的,从上面操作的展开来看,++i确实返回了它自己,因此它是一个左值,既能是在等式的左边,也能是右边。

C++左值右值延伸

延伸至类的运算符重载的问题上。我们先假定一个类Node,

class Node
{
public:
	Node(int nAge = 0)
	{
		m_nAge = nAge;
	}

	int GetAge()const
	{
		return m_nAge;
	}

	Node operator ++ (int n)	/*i++*/
	{
		Node temp = *this;
		m_nAge ++;
		return temp;
	}

	Node& operator ++ ()		/*++i*//*你知道为什么要返回reference吗?*/
	{
		m_nAge ++;
		return *this;
	}

	Node& operator = (int n)
	{
		m_nAge = n;
		return *this;
	}
private:
	int m_nAge;
};

C++规定,Node& operator ++ ()是重载前缀自增运算符(++i),而Node operator ++ (int n)是重载后缀自增运算符(i++)。细心发现,重载前缀自增运算符返回的是reference引用,而重载后缀自增运算符返回的是临时变量。换句话说,如果有Node对象node,我希望++node(前缀)返回的是左值,node++(后缀)返回的右值。意即希望,注意是希望:

++node = 1;	/*合法,++node返回值作为左值*/
node++ = 1;	/*不合法,node++返回值作为左值*/

但是,重载运算操作符本来就是为改变运算符的行为而来的,所以上述行为是编译器所允许的。但语法上没有问题,但逻辑上却有严重的漏洞。++node = 1;确实改变了node的内容,但node++ = 1;未能得逞,因为“=1”的操作被执行在temp上,故**node++ = 1;执行过后,node内容改变为以前的值+1,而不是等于1。

......
Node node(23);	/*node.m_nAge初值为23。*/

node ++ = 1;
cout << "node ++ = 1;执行过后,node.m_nAge = " << node.GetAge() << endl;
++ node = 1;
cout << "++ node = 1;执行过后,node.m_nAge = " << node.GetAge() << endl;
......

node ++ = 1;执行过后,node.m_nAge = 24
++ node = 1;执行过后,node.m_nAge = 1
请按任意键继续. . .

node++ = 1;执行过后,node没有被“=1”影响。那可不可以反其道而行呢?“我偏要让它返回左值”!当然行,没有问题,只要修改它的行为就好了。

......
Node& operator ++ (int n)	/*i++*//*修改i++的行为,让它也返回左值*/
{
	//Node temp = *this;
	//m_nAge ++;
	//return temp;
	m_nAge ++;
	return *this;
}
......

node ++ = 1;执行过后,node.m_nAge = 1
++ node = 1;执行过后,node.m_nAge = 1
请按任意键继续. . .

但还是建议不要这样做,因为会引起混淆。

总结下,左值可以出现在等式左边,又可以是右边;右值只能出现在右边。++i返回左值,i++返回右值,这样也就是为什么在重载前缀自增运算符时候,要返回reference(左值)了。

本文完 2012-10-23

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23 October 2012

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