即将离开作用域的C++变量属于lvalue还是xvalue？

当一个即将离开作用域的变量被返回或抛出时，其资源可以被复用，也就是说可以对其执行moved from（移动操作），如下方C++程序所示：

#include <iostream>

struct X {
    X() {
        std::cout << "X()\n";
    }
    
    X(X&&) {
        std::cout << "X(X&&)\n";
    }
    
    ~X() {
        std::cout << "~X()\n";
    }
};

X f() {
    X x;
    std::cout << "return\n";
    return x;
}

int main() {
    try {
        X x = f();
        std::cout << "throw\n";
        throw x;
    } catch (...) {
        std::cout << "catch\n";
    }
    return 0;
}

编译（我们使用-fno-elide-constructors编译选项关闭复制/移动消除）、链接与执行命令如下：

clang++ -std=c++17 -O2 -Wall -pedantic -pthread -fno-elide-constructors main.cpp && ./a.out

运行输出如下：

X()
return
X(X&&)
~X()
throw
X(X&&)
~X()
catch
~X()

上述代码中return x;与throw x;语句里的x指代的就是资源可被复用的对象。

在《C++编程语言标准工作草案》的[basic.lval-1]章节中，对值类别给出了如下定义：

• glvalue是一类表达式，对其求值可以确定一个对象或函数的身份。
• xvalue是指代资源可被复用的对象的glvalue（通常是因为该对象的生命周期即将结束）。
• lvalue是不属于xvalue的glvalue。

问题解答 #

此处的x属于lvalue，调用移动构造是标准特殊规则的结果，和它的值类别无关。

1. 首先明确变量名作为表达式的默认值类别：普通的自动变量名本身就是lvalue，你可以用编译期断言验证：在f()函数内加入static_assert(std::is_lvalue_reference_v<decltype((x))>);，编译会直接通过，说明x作为表达式对应的值类别就是lvalue。
2. 移动构造被调用的原因：C++标准在拷贝消除相关章节做了特殊规定：当return语句的操作数是符合要求的自动存储期局部变量时，重载决议选择构造函数会优先把它当做右值处理，优先匹配移动构造，匹配失败才回退到拷贝构造。throw语句抛出局部变量时也有完全相同的规则。
3. 它和xvalue定义的差异：xvalue的核心属性是「表达式本身就代表资源可复用」，比如std::move(x)的返回结果就是典型的xvalue。而这里的x本身没有xvalue属性，只是标准在return/throw的特定场景下许可了资源复用，属于规则层面的特殊例外，和xvalue的定义并不冲突。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Géry Ogam