prvalues的Cv资格（重访）

Question

这是对我的之前的问题的跟进，显然共识是cv限定符的变化只是一个相当小的、不重要的变化，旨在解决一些不一致性（例如返回prvalues并声明了带有cv限定符的返回类型的函数）。

然而，我看到标准中另一个似乎依赖于prvalues具有cv限定类型的地方：通过临时材料化转换用prvalues初始化const引用。相关措辞可以在9.3.3/5中的多个位置找到。

[...] 如果转换后的初始值是一个prvalue，则其类型T4将调整为类型“cv1 T4”（[conv.qual]），并应用临时材料化转换（[conv.rval]）[...]

[...] 否则，初始值表达式会被隐式转换为类型为“cv1 T1”的prvalue。应用临时材料化转换并将引用绑定到结果。

明显的意图是确保当我们到达实际的临时材料化转换时，

7.3.4 临时材料化转换

1. 类型为T的prvalue可以转换为类型为T的xvalue。此转换通过使用临时对象（[class.temporary]）初始化类型为T的prvalue，将prvalue评估为其结果对象，并生成表示临时对象的xvalue来完成。[...]

类型T作为输入接收到的cv限定包括所需的cv限定。

但在非类非数组prvalue的情况下，7.2.2/2中的cv限定如何保留？

类型2：如果prvalue最初具有类型“cv T”，其中T是cv未限定的非类非数组类型，则在进一步分析之前将表达式的类型调整为T。

或者不会吗？

例如，在此示例中，我们会得到什么样的临时对象？

const int &r = 42;

这个临时的{{const}}还是非{{const}}的？我们可以这样做吗？

const_cast<int &>(r) = 101; // Undefined or not?

不触发未定义行为？如果我没记错，最初的意图是在这种情况下获得一个const int临时对象。这仍然正确吗？（对于类类型，答案很明确-我们会得到一个const临时对象。）

- AnT stands with Russia

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在当前的草案中看起来有一个错误。我猜想推断临时对象7.3.4的类型的过程是在进行7.2.2调整之前使用prvalue类型执行的。否则，9.3.3/5就没有任何意义。 - Oliv

根据N4664中GB 19的评论，似乎意图是使临时对象即使是非类非数组类型也具有cv限定符。 - xskxzr

我认为在你的例子中没有必要使用一个临时变量，因为没有需要将类型T隐式转换为xvalue。此外，也许会发生复制省略。我认为它指的是当你CV限定的T引用了类似于函数返回类型为T的r值的xvalue时的情况。 - Gabriel Grigoras

Answer 1

为什么你会怀疑7.2.2的语言？这似乎非常明确，cv限定符在非类、非数组prvalue上被丢弃，因此临时材料化中的类型T是非const、非volatile类型。 如果不是这种情况，那么你就不能将prvalue绑定到非const右值引用。然而，标准似乎旨在接受这样的程序。

#include <type_traits>

template<typename T> void
f(T &&t)
{
  static_assert(std::is_same_v<decltype(t), int&&>);
  ++t;
}

int
main()
{
  f(5);
}

- user3188445

Answer 2

例如，在这个例子中，我们得到了什么样的临时变量：const int &r = 42; 这个临时变量是const吗？

让我们分析一下您的示例，看看它是否是const。根据这个例子。

const int &r = 42;

标准中适用的措辞为[dcl.init.ref]/5

类型“cv1 T1”的引用通过以下方式由类型为“cv2 T2”的表达式初始化：

• (5.1) [..]
• (5.2) [..]
• (5.3) 否则，如果初始化表达式
  • (5.3.1) 是rvalue（但不是位域）或函数lvalue，并且“cv1 T1”与“cv2 T2”兼容，或者
  • (5.3.2) [..]

那么 在第一种情况下，初始化表达式的值 和在第二种情况下转换的结果被称为转换后的初始化器。如果转换后的初始化器是prvalue，则其类型T4将调整为类型“cv1 T4”（[conv.qual]），并应用临时材料化转换（[conv.rval]）。无论哪种情况，引用都绑定到生成的glvalue（或适当的基类子对象）。

已知初始化表达式42是一个prvalue，而const int (cv1 T1)与int (cv2 T2)兼容。这里转换的初始化器是int (T4)类型；然后通过[conv.qual]进行调整为const int (cv1 T4)类型；然后应用临时材料化([conv.rval])。请注意，[expr.type]/2在此处不适用，因为prvalue的初始类型是cv-unqualified类型：

如果一个 prvalue 最初具有类型“cv T”，其中 T 是一个 cv-未限定的非类、非数组类型，则在进一步分析之前，表达式的类型将调整为 T。

请注意，它不能应用于调整为 cv1 T4 的情况，因为 cv1 T4 不是 prvalue 的初始类型。

因此，调整后的 prvalue 具有类型 const int（cv1 T4）。然后，对这个 prvalue 应用临时材料化；[conv.rval]：

类型为 T 的 prvalue 可以转换为类型为 T 的 xvalue。此转换会初始化一个类型为 T 的临时对象（[class.temporary]）。

const int prvalue会被转换为类型为const int的xvalue。并且将初始化一个类型为const int的临时变量。因此，您有一个表示类型为const int的临时变量的xvalue。引用r绑定到结果glvalue（即，r绑定到表示类型为const int的临时变量的xvalue）。

据我所知，已创建的临时变量是const-qualified。

我们能否执行const_cast<int &>(r) = 101;而不触发未定义行为？

不行，这是未定义行为，因为您正在尝试修改（写入）只读内存位置：

[expr.const.cast]/6: 根据对象的类型，通过指针、左值或数据成员指针进行的写操作，如果使用const_­cast去除const限定符，则可能导致未定义行为。 [dcl.type.cv]/4: 除了任何声明为mutable（7.1.1）的类成员可以被修改之外，在其生命周期（3.8）内尝试修改const对象都会导致未定义行为。

- mada