如何在C++中通过编程方式判断表达式为prvalue、lvalue或xvalue

我们已经能区分lvalue和rvalue，现在想进一步区分右值范畴里的xvalue和prvalue，先看你给出的宏实现：

#include <iostream>
#include <type_traits>

using namespace std;

#define IS_XVALUE(expr) (is_rvalue_reference<decltype((expr))>{})
#define IS_PRVALUE(expr) (!is_reference<decltype((expr))>{})
#define IS_LVALUE(expr) (is_lvalue_reference<decltype((expr))>{})

int main() {
  int a = 0;
  int &b = a;
  int &&c = 3;
  cout << IS_LVALUE(a);       // true
  cout << IS_LVALUE(b);       // true
  cout << IS_LVALUE(c);       // true
  cout << IS_PRVALUE(3);      // true
  cout << IS_XVALUE(move(a)); // true
}

你的宏实现是正确的 #

C++里表达式的值类别和decltype((expr))的结果有明确对应关系：

• 左值（lvalue）表达式：decltype((expr))会得到左值引用类型，所以IS_LVALUE的判断逻辑成立
• 将亡值（xvalue）表达式：decltype((expr))会得到右值引用类型，IS_XVALUE的判断完全正确
• 纯右值（prvalue）表达式：decltype((expr))会得到非引用类型，IS_PRVALUE通过“是否不是引用类型”判断，逻辑没问题

测试用例里的结果也符合规则：比如命名的右值引用c本身是左值（所有命名变量都是左值表达式），所以IS_LVALUE(c)返回true，这是正确的；std::move(a)生成xvalue，3是prvalue，对应的判断结果都没问题。

非宏的实现方式 #

宏存在多次求值、缺乏类型安全等问题，推荐用模板函数+完美转发实现，代码如下：

#include <iostream>
#include <type_traits>

// 判断是否为左值表达式
template<typename T>
constexpr bool is_lvalue(T&&) {
    return std::is_lvalue_reference_v<T>;
}

// 判断是否为xvalue表达式
template<typename T>
constexpr bool is_xvalue(T&&) {
    return std::is_rvalue_reference_v<T>;
}

// 判断是否为prvalue表达式
template<typename T>
constexpr bool is_prvalue(T&&) {
    return !std::is_reference_v<T>;
}

int main() {
    int a = 0;
    int &b = a;
    int &&c = 3;
    std::cout << is_lvalue(a);       // true
    std::cout << is_lvalue(b);       // true
    std::cout << is_lvalue(c);       // true
    std::cout << is_prvalue(3);      // true
    std::cout << is_xvalue(std::move(a)); // true
}

这个实现利用了C++的完美转发规则：

• 传入左值时，模板参数T会被推导为左值引用类型
• 传入xvalue时，T会被推导为右值引用类型
• 传入prvalue时，T会被推导为非引用类型
  通过std::is_lvalue_reference_v等类型特性就能准确判断表达式的 value category。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者oyyko