Что такое lvalue в C++?

lvalue (left-hand value) — это выражение, которое обозначает объект, занимающий идентифицируемое место в памяти (т.е. имеющий адрес). Его время жизни выходит за рамки одного выражения. Ключевое свойство lvalue — к нему можно применить оператор взятия адреса &.

Характеристики и примеры lvalue:

• Имена переменных (как фундаментальных, так и пользовательских типов).

  int x = 42; // `x` — lvalue
  std::vector<int> vec; // `vec` — lvalue

• Ссылки всегда являются lvalue.

  int& ref_x = x; // `ref_x` — lvalue (ссылается на `x`)

• Результат обращения к элементу по индексу или имени, если контейнер возвращает ссылку.

  vec[0] = 10; // `vec[0]` — lvalue (operator[] у std::vector возвращает T&)

• Разыменованный указатель.

  int* ptr = &x;
  *ptr = 100; // `*ptr` — lvalue

• Строковые литералы (в C++ они имеют тип const char[N] и хранятся в памяти).

  const char* p = "hello"; // `"hello"` — lvalue

• Функции. Имя функции — lvalue.

Важное уточнение: lvalue не обязательно может находиться слева от оператора присваивания. Константные lvalue (const int c = 5;) являются неизменяемыми.

Практическое значение: Понимание категорий значений (lvalue, rvalue, xvalue, prvalue, glvalue) критически важно для:

1. Работы с ссылками: Невозможно инициализировать неконстантную lvalue-ссылку (int&) rvalue.

   int& a = 10; // Ошибка: 10 — rvalue
   const int& b = 10; // OK: const lvalue-ссылку можно биндить к rvalue

2. Использования семантики перемещения: Правила выбора перегруженных функций (принимающих T& или T&&) основаны на категории передаваемого выражения.
3. Оптимизаций: Компилятор может применять разные оптимизации в зависимости от того, является ли выражение lvalue.