1. 左值和右值
（1）兩者區別：
①左值：能對表達式取地址、或具名對象/變量。一般指表達式結束后依然存在的持久對象。
②右值：不能對表達式取地址，或匿名對象。一般指表達式結束就不再存在的臨時對象。
（2）右值的分類
①將亡值（xvalue，eXpiring value）：指生命期即將結束的值，一般是跟右值引用相關的表達式，這樣表達式通常是將要被移動的對象，如返回類型為T&&的函數返回值（如std::move）、經類型轉換為右值引用的對象（如static_cast<T&&>(obj)）、xvalue類對象的成員訪問表達式也是一個xvalue（如Test().memberdata，注意Test()是個臨時對象）
②純右值（prvalue， PureRvalue）：按值返回的臨時對象、運算表達式產生的臨時變對象、原始字面量和lambda表達式等。
（3）C++11中的表達式
①表達式是由運算符(operator)和運算對象(operand)構成的計算式。字面值和變量是最簡單的表達式，函數的返回值也被認為是表達式。
②表達式是可求值的，對表達式求值將得到一個結果，這個結果有兩個屬性：類型和值類別，而表達式的值類別必屬於左值、將亡值或純右值三者之一。
③“左值”和“右值”是表達式結果的一種屬性。通常用“左值”來指代左值表達式，用“右值”指代右值表達式。
2. 右值引用和左值引用
（1）右值引用和左值引用
①右值引用和左值引用都是屬於引用類型。無論是聲明一個左值引用還是右值引用，都必須立即進行初始化。
②左值引用是具名變量/對象的別名，右值引用是匿名變量/對象的別名。
③左值和右值是獨立於它的類型的，即左右值與類型沒有直接關系，它們是表達式的屬性。具名的右值引用是左值，匿名的右值引用是右值。如Type&& t中t是個具名變量（最簡單的表達式），t的類型是右值引用類型，但具有左值屬性。而Type&& func()中的返回值（是個表達式）是右值引用類型，但具有右值屬性（因為是個匿名對象）。
（2）C++中引用類型及其可以引用的值類別
| 引用類型 |
可以引用的值類別 |
備注 |
|||
| 非常量左值 |
常量左值 |
非常量右值 |
常量右值 |
||
| Type& |
Y |
N |
N |
N |
只能綁定到非常量左值 |
| const Type& |
Y |
Y |
Y |
Y |
萬能類型、用於拷貝語議 |
| Type&& |
N |
N |
Y |
N |
只能綁定到右值。用於移動語義和完美轉發 |
| const Type&& |
N |
N |
Y |
Y |
暫無用途 |
①常量左值引用是個“萬能”的引用類型。它可以接受非常量左值、常量左值、右值對其進行初始化。
②常量左值引用可以使用右值進行初始化，這時它可以像右值引用一樣將右值的生命期延長。不過相比於右值引用所引用的右值，常量左值所引用的右值在它的“余生”中只能是只讀的。
【編程實驗】左、右值引用
#include <iostream> #include <type_traits> //編譯選項：g++ -std=c++11 test1.cpp -fno-elide-constructors using namespace std; //左/右值以及左/右值引用 struct Test { int m; public: Test(){cout << "Test()" << endl;} Test(const Test& t){cout << "Test(const Test&)" << endl;} Test(Test&& t){cout << "Test(Test&&)" << endl;} ~Test(){cout << "~Test()" << endl;} }; Test&& func() { return Test(); //不安全！返回局部對象的引用（用於演示）！ } Test ReturnRvalue() { return Test(); } int main() { //1. 左、右值判斷 int i = 0; int&& ri = i++; //i++為右值，表達式返回是i的拷貝，是個匿名變量。故為右值。 int& li = ++i; //++i返回的是i本身，是具名變量，故為左值。 int* p = &i; int& lp = *p; //*p是左值，因為可以取*p的地址，即&(*p); int* && rp = &i; //取地址表達式結果是個地址值，故&i是純右值。 int&& xi1 = std::move(i); //std::move(i)是個xvalue int&& xi2 = static_cast<int&&>(i); // static_cast<int&&>(i)是個xvalue auto&& fn = [](int x){ return x * x; }; //lambda表達式是右值,可以用來初始化右值引用 cout << std::is_rvalue_reference<decltype(fn)>::value << endl; //1 Test t; int& rm1 = t.m; //由於t是左值，而m為普通成員變量，所以m也為左值。 int&& rm2 = Test().m; //由於Test()是個右值，所以m也是右值 int Test::*pm = &Test::m; //定義指向成員變量的指針，指向non-static member data; //int&& rm3 = t.*pm; //error，由於t是左值，*pm也是左值，不能用來初始化右值引用。 int& rm3 = t.*pm; //ok int&& rm4 = Test().*pm; //ok，Test()是臨時變量，為右值。所以*pm也是右值 //2. 左/右值引用的初始化 int a; int& b = a; //ok //int&& b = a; //error，右值引用只能綁定到右值上 Test&& t1 = ReturnRvalue(); //返回值是個臨時對象(右值) 被綁定到t1上，使其“重獲新生”， //生命期與t1一樣。 Test t2 = ReturnRvalue(); //返回值是個臨時對象(右值)，用於構造t2，之后該臨時對象 //就會馬上被釋放。 //Test& t3 = ReturnRvalue(); //普通左值引用不能綁定到右值 const Test& t4 = ReturnRvalue(); //常左值引用是個“萬能引用”，可以綁定到右值 //system("pause"); return 0; }
3. universal引用（T&&）
（1）T&&的兩種含義
①右值引用：當T是確定的類型時，T&&為右值引用。如int&& a;
②當T存在類型推導時，T&&為universal引用，表示一個未定的引用類型。如果被右值初始化，則T&&為右值引用。如果被左值初始化，則T&&為左值引用。
（2）引用折疊
①由於引用本身不是一個對象，C++標准不允許直接定義引用的引用。如“int& & a = b;”（注意兩個&中間有空格，不是int&&）這樣的語句是編譯不過的。
②當類型推導時可能會間接地創建引用的引用，此時必須進行引用折疊。具體折疊規則如下：
A. X& &、X& &&和X&& &都折疊成類型X&。即凡是有左值引用參與的情況下，最終的類型都會變成左值引用。
B. 類型X&& &&折疊成X&&。即只有全部為右值引用的情況才會折疊為右值引用。
③引用折疊規則暗示我們，可以將任意類型的實參傳遞給T&&類型的函數模板參數。
（4）注意事項
①只有當發生自動類型推導時（如函數模板的類型自動推導或auto關鍵字），&&才是一個universal引用。當T的類型是確定的類型時，T&&為右值引用。
②當使用左值（類型為A）去初始化T&& t時，類型推導為A& &&，折疊會為A&，即t的類型為左值引用。而如果使用右值初始化T&&時，類型推導為A&&，一步到位無須折疊。
③universal引用僅僅在T&&下發生，任何一點附加條件都會使之失效，而變成一個普通的右值引用（const T&&被const修飾就成了右值引用）
【編程實驗】引用折疊
#include <iostream> #include <vector> using namespace std; //編譯選項：g++ -std=c++11 test2.cpp class Widget{}; template<typename T> class Foo { public: typedef T&& RvalueRefToT; //RvalueRefToT為universal引用 }; //universal引用： T&&存在類型推導 template<typename T> void func(T&& param) //存在類型推導param為universal引用 {}; //非universal引用：形參必須是嚴格的T&&格式。 template<typename T> void func(vector<T>&& param){}; //param是一個右值引用，因為當給func傳入實參時，T被推導后vector<T>&&的類型是確定的。 //非universal引用：形參必須是嚴格的T&&格式。 //哪怕被const修飾也不行 template<typename T> void func(const T&& param); //param是一個右值引用 //比較universal引用和右值引用 //假設實例化后為:Vector<Widget> v; template<class T, class Allocator=allocator<T>> class Vector{ public: //雖然push_back的形參符合T&&格式，但不是universal引用因為Vector實例化后，push_back的形參類型就確定下來 //所以在調用時push_back函數時並不存在類型推導。 void push_back(T&& x); //Arg&&存在類型推導，所以args的參數是universal引用。因為參數Args獨立於vector的類型參數T，所以每次emplace_back被調用的時候，Args必須被推導。 template<class ...Args> void emplace_back(Args&&...args); }; int main() { void f(Widget&& param); //沒有類型推導，param為右值引用 Widget&& var1 = Widget(); //沒有類型推導，var1為右值引用 //1. auto中可能發生引用折疊 auto&& var2 = var1; //存在類型推導，var2為universal引用。var2被左值初始化,auto被推導為Widget& &&，折疊后為Widget& int w1, w2; auto&& v1 = w1; //v1是universal引用。被左值初始化，所以其類型為int& auto&& v2 = std::move(w1);//v2為universal引用，被右值初始化，所以類型為int&& //2. decltype中可能發生引用折疊：decltype(x)會先取出x的類型，再通過引用折疊規則來定義變量 decltype(v1)&& v3 = w2; //v1的類型為int&，所以v3為int& &&，折疊后為int& decltype(v2)&& v4 = std::move(w2); //v2的類型為int&&，所以v4為int&& &&，折疊后為int&& decltype(w1)&& v5 = std::move(w2); //w1的類型為int，所以v5為int&& //3. typedef時可能發生的引用折疊 Foo<int&> f1; //==>typedef int& && RvalueRefToT; 折疊后：typedef int& RvalueRefToT; Foo<int&&> f2; //typedef int&& && RvalueRefToT; 折疊后：typedef int&& RvalueRefToT; int i = 0; int& r1 = i; //ok //int& &r2 = r1; //error，不能直接定義引用的引用 typedef int& rint; rint r2 = i; //ok，r1為int&類型 rint &r3 = i; //間接定義引用的引用時，會發生引用折疊。如int& &r3 ==>int& r3 //4. 函數模板參數中可能發生引用折疊 Widget w; func(w); //用左值w初始化T&&，存在類型推導T為Widget&,傳入func后為Widget& &&，折疊后為Widget&，所以param的類型為Widget&，是個左值引用 func(std::move(w)); //用右值初始化T&&，T被推導為Widget，傳入 //func后為Widget&&，所以param為右值引用。 vector<int> v; func(std::move(v)); //調用右值引用的版本：func(vector<T>&& param)。 return 0; }
4. &&的總結
（1）左值和右值是表達式的屬性，獨立於它們的類型。比如，右值引用類型可能是左值也可能是右值。編譯器將具名的右值引用視為左值，匿名的右值引用視為右值。
（2）auto&&或函數參數存在類型推導時，T&&是一個未定的引用類型。它可能是左值引用，也可能是右值引用，取決於初始化的值類型。
（3）所有的右值引用疊加到右值引用上仍然是一個右值引用，其它種疊加都是左值引用。