C++17临时对象值类别疑惑：为何operator=返回临时是prvalue？

首先明确几个核心概念的关键区分：

• prvalue（纯右值）：表示值的表达式，本身不对应内存中的对象，仅在需要时通过临时物化生成临时对象。
• xvalue（将亡值）：标识其资源可被移动的对象的表达式，通常是已物化的临时对象或std::move处理后的对象。
• 临时对象是prvalue物化后的产物，但prvalue本身不是对象；xvalue是指向该临时对象的表达式类别。

1. 非引用返回的函数调用表达式天然是prvalue #

你的operator=返回类型是A（值类型，非引用），根据C++标准，返回非引用类型的函数调用表达式属于prvalue。无论函数内部返回的是*this（lvalue）还是其他值，当返回值为值类型时，编译器会将返回的对象拷贝（或移动，这里因*this是lvalue触发拷贝构造）为一个prvalue表达式，而非xvalue。

比如你的代码片段：

A operator=(const A& that){
    return *this; // *this是lvalue，触发拷贝构造生成prvalue返回值
}

这里a2 = a3作为函数调用表达式，其值类别就是prvalue，而非xvalue。

2. 临时物化是语境相关的转换，不改变表达式原始类别 #

临时物化是prvalue转换为xvalue的过程，但这个转换仅在需要将prvalue当作对象使用的语境下才会发生：

• 绑定到右值引用：A&& temp = a2 = a3;，此时prvalue会被物化为临时对象，表达式a2=a3在此语境下转换为xvalue。
• 访问成员：(a2=a3).m，同样会触发物化，表达式变为xvalue。

但在你的decltype((expr))测试中，expr是a1=a2=a3，这个表达式的原始值类别就是prvalue，decltype会直接返回其原始类别对应的类型A，因此你的value_category模板匹配的是基础模板，输出"prvalue"。

3. 输出中临时对象的来源 #

你看到的拷贝构造调用，是因为prvalue被物化生成临时对象：

• a2 = a3：函数调用返回prvalue，当该prvalue作为a1 = ...的实参时，需要物化生成临时对象，触发拷贝构造。
• a1 = temp：同理，operator=返回的prvalue再次被物化，触发第二次拷贝构造。

这些临时对象是prvalue物化后的产物，但生成它们的表达式（函数调用）本身仍是prvalue，只有在物化发生的特定语境下，表达式才会被当作xvalue处理。

验证：触发xvalue的场景示例 #

如果修改测试代码，让表达式进入需要物化的语境，就能看到xvalue的结果：

// 将prvalue显式转换为xvalue
PRINT_VALUE_CAT(static_cast<A&&>(a1=a2=a3)); // 输出：static_cast<A&&>(a1=a2=a3) is a xvalue

// 绑定到右值引用后，用std::move转换为xvalue
A&& ref = a1=a2=a3;
PRINT_VALUE_CAT(std::move(ref)); // 输出：std::move(ref) is a xvalue

总结 #

• 返回非引用类型的函数调用表达式，其原始值类别就是prvalue，这是C++标准的明确规定，和是否生成临时对象无关。
• 临时对象是prvalue物化的结果，物化过程会将prvalue转换为xvalue，但这是语境相关的转换，不会改变表达式本身的原始类别。
• 你的decltype((expr))测试的是表达式的原始值类别，而非物化后的类别，因此输出prvalue。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yue Zhou