C语言中的lvalue, rvalue

lvalue算是C语言里面不怎么太容易说清楚的概念,我们上学的时候多半称之为left-value左值,对应的还有在C++标准中的rvalue,也就是右值。

在wiki百科上http://en.wikipedia.org/wiki/Value_%28computer_science%29 解释了一些。

首先什么是value?value也好object也好在计算机内部的表示都是0和1,没有什么区别,某一块内存地址的数据,按照整数解释是一个值,按照class CObject解释又是另外一个值,浮点数也好字符串也好,如果光看这个内存地址里面的数据是没法看出什么究竟的。所以需要编译器做一些处理在某个地方记录下来类型信息。

image

上面文字翻译成中文就是lvalue是程序运行时可以通过地址(address)信息编程存取的值(比如通过&操作符),意味着他们是变量或者可以提领(dereferenced,通常用*操作符)某一块特定内存位置。在C++标准中说明:不是lvalue的值就是rvalue。我们不能把rvalue作为lvalue使用,但是反过来可以,比如int a = b; 其中变量b可以为lvalue。

在伟大的K&R第二版中197页写道:一个对象是被命名的存储区域或者被指向一块存储区域(an object is a named or pointed to region of storage);一个lvalue是一个指向对象的表达式(an lvalue is an expression referring to an object),(!!注意lvalue是一个表达式,这在后面例子中会体现出来)。。。lvalue这个名字来自赋值表达式E1 = E2,其中左边的操作数E1必须是一个lvalue。

在Dan Saks的文章中提到,一个rvalue之所以不引用一个object,不是因为不能,而是因为不需要(Conceptually, an rvalue is just a value; it doesn’t refer to an object. In practice, it’s not that an rvalue can’t refer to an object. It’s just that an rvalue doesn’t necessarily refer to an object. Therefore, both C and C++ insist that you program as if rvalues don’t refer to objects.)

我们拿int n = 1; 来做说明,如果1是一个lvalue,那么产生的汇编代码类似下面这样:

one: .word 1
      …
      mov (one), n

实际上对于大多数机器而言,其实是对n直接操作,类似:

mov #1, n

在这里1没有像我们想象的那样指向一个object(如one),而是直接就操作了。甚至还有的机器产生汇编代码如:

clr n
     inc n

先把n清零,然后增加n的值,这里面根本就没有出现1。

MSDN博客上http://blogs.msdn.com/vcblog/archive/2009/02/03/rvalue-references-c-0x-features-in-vc10-part-2.aspx

有一篇非常详细的文字解释c++中的lvalue,rvalue,有兴趣的可以去看看。其中最为重要的一句话就是“another way to determine whether an expression is an lvalue is to ask "can I take its address?".  If you can, it’s an lvalue.  If you can’t, it’s an rvalue. ”翻译为中文就是“决定一个表达式是否是lvalue的方法可以是:我能不能获取它的地址?如果可以,那就是lvalue,否则就是rvalue。”另外需要着重说明的是,lvalue一定可以获取地址,但不要求是可以修改的(如const,如后面提到的字符串字面值)。

加法操作一直返回一个rvalue,比如m+ 1 = n; 这就没法编译通过,因为 m + 1 这个表达式是一个rvalue。

针对lvalue中的l,我们也可以认为是location,其实也就是能不能获取地址的另一种意思,这也就是为何数字型字面值以及非引用型函数不是lvalue的原因。

char(*pchar)[] = &("aabbccddee");

有些文章说字符串字面值(string literals)算是lvalue,但是不能改变这个值,上面的代码就是一个演示。

*&("aabbccddee") = ‘a’;

这个赋值语句在VC6下编译通过(这是错误的!),在Xcode中出错提示“对read-only location赋值”,在VC2008下提示"left operand must be l-value"。所以还是建议大家用新版本的编译器来学习工作,否则很容易造成误解。

下面我举几个例子,大家看看能否判断是lvalue还是rvalue。

obj , *ptr , ptr[index] , ++x, 1729 , x + y , std::string("meow") , x++

在VC6中编写一个最简单的操作台程序,输入下面代码:

int main(int argc, char* argv[])
    {
        int obj = 0;
        int* ptr = &obj;
        int x = 1;
        int* ptr2 = &(++x);
        int* ptr3 = &(x++);
        return 0;
    }

编译结果是testconsole1.cpp(12) : error C2102: ‘&’ requires l-value,第12行就是int* ptr3 = &(x++);

稍微修改一下这段代码让它做一下deference操作:

int main(int argc, char* argv[])
{
    int x = 1;   
    *&(++x) = 9;
    *&(x++) = 10;
    return 0;
}

同样也是在x++这一行编译不通过。尽管x++或者++x并没有修改x的内存位置,但x++这种形式就是rvalue,没法对这个表达式进行提领(*)操作。很有意思吧,这里面应该还有更说得通的理由,希望有高人指点一下。(在msdn blog上的解释是x++这种形式会产生临时对象,但那是针对C++而言,不知道对于C来说是不是也是同一种解释)

既然是表达式,函数也是表达式一种形式,是不是也可以作为lvalue出现呢?stackoverflow上有一个问题里面举了一个很有意思的例子http://stackoverflow.com/questions/579421/often-used-seldom-defined-terms-lvalue

#include "stdafx.h"
      static int aa = 0;
      int* func() {  
         aa++;
         return &aa;
       }
int main(int argc, char* argv[])
{
    *func() = 42;
    printf("%d", aa);
    return 0;
}

在VC6下运行结果为43(?!),而VC2008以及Mac XCode3.1运行结果为42,在这里VC6好像是有一些问题啊。当然我们期望aa结果应该是42.

相关参考文档:ISO C99标准

The New C Standardhttp://www.coding-guidelines.com/cbook/cbook1_2.pdf

C Programming Language》K&R第二版

http://publications.gbdirect.co.uk/c_book/

http://www.cs.dartmouth.edu/~chris/cs23/summit-intro/

http://www.embedded.com/story/OEG20010518S0071

推荐阅读dietlibc源代码

一般计算机专业的都学过C语言,至少我们那时候是这样的,那时候我们寝室老六一句名言:C语言无所不能。这话想想其实还真没错,C语言写出了各种操作系统,写出了Python、Lua、Ruby这样的编程语言,写出了大量的大中小型程序,最近一个月的TIOBE编程语言排行,C语言这杆老枪甚至又抢回头名,把Java赶下台。

C语言一般是学K&R,http://en.wikipedia.org/wiki/The_C_Programming_Language_%28book%29,当然也有人用谭浩强那本,但是无论哪一本都会介绍C语言的标准库。

之所以称之为标准库,是因为在大多数实现了C语言编译器的操作系统上都包含了这些库函数的实现,最常见的如printf, malloc, free等,它们都是库函数。image

好吧,你有没有像我一样,曾经好奇过这些库函数是如何实现的呢?

一般这些库函数都是由操作系统作者编写,当你在自己的程序中调用这些函数如printf,就会将标准库中的函数链接到你的程序中,我说的不是很准确,具体的过程可以参考linker and loader这本书,或者是《程序员自我修养》这本。

好在我们有了开源的标准库实现,就是glibc(注意不是glib,那是另外一个东西了)http://en.wikipedia.org/wiki/Glibc,下载了glibc的代码,你就会找到里面对这些神奇的函数的具体实现,当然,类似malloc这样的函数复杂的要命。比如

http://fxr.watson.org/fxr/source/stdlib/malloc.c?v=FREEBSD-LIBC

就是FreeBSD的malloc的实现(malloc.c)

http://fxr.watson.org/fxr/source/stdlib/qsort.c?v=FREEBSD-LIBC 这个是qsort函数的实现。都比较复杂。

这时候,就要隆重介绍我要推荐的主角了,它就是dietlibc,一个非常精简的C标准库实现,用于C语言学习非常适合,而且代码写的也很清晰,至少比glibc清晰多了,原因也很简单,因为glibc要做大量的取舍平衡速度优化,里面自然存在不少丑陋的代码。

http://www.fefe.de/dietlibc/

我写这篇文章时,dietlibc的最新版是0.32,大约是09年5月底发布的,我下载的压缩包大概是580KB左右。解压以后,可以找到这个目录dietlibc-0.32\lib,里面就是C标准库函数的实现代码。malloc的代码是在alloc.c中,qsort的实现大概50行左右,也比FreeBSD的简单多了。

www.fefe.de这个页面还可以发现大量C语言相关的项目,涉及到各个方面,用来C语言编程学习是非常有帮助的。

debian/ubuntu install nginx php mysql

If you are not root, run sudo before following.

1) apt-get update

2) apt-get upgrade

apt-get install vim

3) aptitude install mysql-server mysql-client

In /etc/mysql/my.cnf

add “skip-innodb”

4) aptitude install nginx

/etc/init.d/nginx start

Note: You could browse your site now.

chown –R :www-data /var/www

5) Following steps like: http://www.howtoforge.com/installing-nginx-with-php5-and-mysql-support-on-debian-lenny

6) /usr/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 8 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php5-cgi -P /var/run/fastcgi-php.pid

7) vi /etc/rc.local, add

/usr/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 8 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php5-cgi -P /var/run/fastcgi-php.pid

8 )  vi /etc/nginx/sites-available/default

some places need to note:

a) Note the root directory.

location / {

root /var/www/nginx-default;

index index.php index.html index.htm;

}

b) add following php support:

location ~ \.php$ {

fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;

fastcgi_index index.php;

fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /var/www/nginx-default$fastcgi_script_name;

include fastcgi_params;

}