C++ 数据成员和右值生命周期

受Paul Preney在中编写的表达式模板代码的启发，我决定测试以下内容：

template<typename T>
struct X
{
    X(T t) : t(std::forward<T>(t)) {}

    T t;
};

template<typename T>
auto CreateX(T&& t) -> X<decltype(std::forward<T>(t))>
{
    return X<decltype(std::forward<T>(t))>(std::forward<T>(t));
}

int main()
{
    using namespace std;

    auto expr = math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} + math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2};

    cout << "vec1: "; for(int i = 0; i < 3; ++i) cout << expr.le()[i] << " "; cout << endl;
    cout << "vec2: "; for(int i = 0; i < 3; ++i) cout << expr.re()[i] << " "; cout << endl;
}

这表明临时向量{5,6,7,8}的生存时间没有被延长，并且右值引用成员X：：t绑定到其他对象

好的，从这个答案，我知道这是预期的行为

然而，这里的问题是：Paul Preney的代码中有什么不同之处，只要右值引用成员存在，就允许临时向量存在？参见他的案例2，其中创建了临时表

显然，这里使用了相同的构造，但我可能遗漏了一些东西

编辑： 根据下面R.Martinho Fernandes的回答，我尝试了以下方法：

template<typename T>
struct X
{
    X(T t) : t(std::forward<T>(t)) {}

    T t;
};

template<typename T>
auto CreateX(T&& t) -> X<decltype(std::forward<T>(t))>
{
    return X<decltype(std::forward<T>(t))>(std::forward<T>(t));
}

int main()
{
    using namespace std;

    auto expr = math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} + math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2};

    cout << "vec1: "; for(int i = 0; i < 3; ++i) cout << expr.le()[i] << " "; cout << endl;
    cout << "vec2: "; for(int i = 0; i < 3; ++i) cout << expr.re()[i] << " "; cout << endl;
}

因此，显然，表达式模板中存储的引用不是悬空的。这是怎么回事

Paul Preney在Expression templates和C++11中的代码有什么不同之处，只要右值引用成员存在，就允许临时向量存在

这样的事是不允许的

在完整表达式结束之前，存在的临时向量与未绑定到局部引用变量的任何其他临时向量一样。这在Paul的代码中已经足够了，因为代码立即将表达式树具体化为实际的数学向量，之后就不再需要临时变量了

Paul的代码不在任何位置存储任何表达式模板节点math_vector_expr，而您的代码将一个X存储为x2。这是auto的一个已知问题：当您使用表达式模板时，它会做错误的事情，因为它会导致存储表达式树，而表达式树可能包含将立即挂起的引用

为了使它完全清楚，下面是好的

math_vector<3> result =
    math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} +
    math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2} +
    math_vector<3>{3.0, 3.1, 3.2} +
    math_vector<3>{4.0, 4.1, 4.2}
; // no references are held to any temporaries past this point

以下是不好的

math_vector_expr<3> result =        // or auto
    math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} +
    math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2} +
    math_vector<3>{3.0, 3.1, 3.2} +
    math_vector<3>{4.0, 4.1, 4.2}
; // result now holds references to those temporaries

Paul Preney在Expression templates和C++11中的代码有什么不同之处，只要右值引用成员存在，就允许临时向量存在

这样的事是不允许的

在完整表达式结束之前，存在的临时向量与未绑定到局部引用变量的任何其他临时向量一样。这在Paul的代码中已经足够了，因为代码立即将表达式树具体化为实际的数学向量，之后就不再需要临时变量了

Paul的代码不在任何位置存储任何表达式模板节点math_vector_expr，而您的代码将一个X存储为x2。这是auto的一个已知问题：当您使用表达式模板时，它会做错误的事情，因为它会导致存储表达式树，而表达式树可能包含将立即挂起的引用

为了使它完全清楚，下面是好的

math_vector<3> result =
    math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} +
    math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2} +
    math_vector<3>{3.0, 3.1, 3.2} +
    math_vector<3>{4.0, 4.1, 4.2}
; // no references are held to any temporaries past this point

以下是不好的

math_vector_expr<3> result =        // or auto
    math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} +
    math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2} +
    math_vector<3>{3.0, 3.1, 3.2} +
    math_vector<3>{4.0, 4.1, 4.2}
; // result now holds references to those temporaries

---

正如R.Martinho Fernandes在他的回答中所说的那样，问题在于在表达式树中捕获对超过其引用的右值的引用。解决方案是只存储对左值的引用，并捕获由右值引用直接传递的对象。换句话说，将其值存储在表达式树中，而不是通过引用：

---

如果用户向您传递左值引用，则她有责任确保引用对象比表达式树对象更长寿。

正如R.Martinho Fernandes在其回答中所述，问题在于，您在表达式树中捕获比其引用对象更长寿的右值引用。解决方案是只存储对左值的引用，并捕获由右值引用直接传递的对象。换句话说，将其值存储在表达式树中，而不是通过引用：

---

如果用户向您传递一个左值引用，则她有责任确保引用对象比表达式树对象更长寿。

挑剔：在X的构造函数中，std:：forward只是一种冗长的说法std:：move。decltypestd:：forwardt也是一种非常冗长的表示T&&.Nitpick的方式：在X的构造函数中，std:：forward只是一种冗长的表示std:：move的方式。decltypestd:：forwardt也是一种非常冗长的表示T&&@Martinho，请看一下我的编辑。事实证明，您的第二个代码段是有效的代码，我甚至可以访问表达式模板中的引用并打印它们的内容。@Allan是的，它在编译时是有效的。但这并不能保证有效。你能打印内容是个意外。有时，您似乎仍然可以访问悬挂引用，但这只是因为您运气不好：行为未定义，可能会停止使用较小的更改或不同的编译器标志或版本。碰巧您可以出于与此处解释类似的原因打印这些内容：感谢您的澄清。@Martinho，请查看我的编辑。事实证明，您的第二个代码片段是有效的代码，我甚至可以访问表达式t中的引用

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放置并打印它们的内容。@Allan是的，它在编译的意义上是有效的。但这并不能保证有效。你能打印内容是个意外。有时，您似乎仍然可以访问悬挂引用，但这只是因为您运气不好：行为未定义，可能会停止使用较小的更改或不同的编译器标志或版本。碰巧您可以出于与此处所述类似的原因打印这些内容：感谢您的澄清。