Почему взятие адреса временного незаконно?

&std::string("Hello World")

Проблема не в том, что std::string("Hello World") дает временный объект. Проблема в том, что выражение std::string("Hello World") является выражением rvalue, которое ссылается на временный объект.

Вы не можете взять адрес rvalue, потому что не все rvalue имеют адреса (и не все rvalue являются объектами). Рассмотрим следующее:

42

Это целочисленный литерал, который является первичным выражением и значением r. Это не объект, и у него (скорее всего) нет адреса. &42 бессмысленно.

Да, rvalue может ссылаться на объект, как в первом примере. Проблема в том, что не все rvalue относятся к объектам.

Длинный ответ:

[...] можно сделать вывод, что временное присутствовало в каком-то месте памяти

По определению:

• временно означает: временный объект
• объект занимает область хранения
• все объекты имеют адрес

Таким образом, не требуется очень сложных доказательств, чтобы показать, что у временного объекта есть адрес. Это по определению.

OTOH, вы не просто получаете адрес, вы используете встроенный оператор адреса. В спецификации встроенного оператора address-of указано, что у вас должно быть lvalue:

• &std::string() имеет неправильный формат, поскольку std::string() является значением r. Во время выполнения эта оценка этого выражения создает временный объект в качестве побочного эффекта, а выражение дает значение r, которое ссылается на созданный объект.
• &(std::string() = "Hello World") имеет правильный формат, поскольку std::string() = "Hello World" является lvalue. По определению lvalue относится к объекту. Объект, на который ссылается это lvalue, является точно таким же временным

Короткий ответ:

Это правило. Ему не нужны (неправильные, необоснованные) оправдания, которые придумывают некоторые люди.

$5.3.1/2 - "Результатом унарного оператора & является указатель на его операнд. Операнд должен быть lvalue или квалифицированным идентификатором."

Такие выражения, как

99

A() // where A is a user defined class with an accessible 
    // and unambiguous default constructor

все значения R.

$3.10/2 — «lvalue относится к объекту или функции. Некоторые выражения rvalue — относящиеся к типу class или cv-qualified class — также относятся к объектам. 47)»

И это мое предположение: хотя значения R могут занимать память (например, в случае объектов), стандарт С++ не позволяет использовать их адрес для обеспечения единообразия со встроенными типами.

Хотя вот что интересно:

void f(const double &dbl){
   cout << &dbl;
}

int main(){
   f(42);
}

Выражение «42» — это значение R, которое связано со «ссылкой на const double» и, следовательно, создает временный объект типа double. Адрес этого временного объекта можно взять внутри функции 'f'. Но обратите внимание, что внутри 'f' это на самом деле не временное или Rvalue. В тот момент, когда ему присваивается имя, такое как «dbl», оно обрабатывается как выражение Lvalue внутри «f».

Вот кое-что о NRVO (похожее)

Временное значение является примером "rvalue" C++. Предполагается, что он просто представляет значение внутри своего типа. Например, если вы напишете 42 в двух разных местах вашей программы, экземпляры 42 будут неразличимы, несмотря на то, что они, вероятно, находятся в разных местах в разное время. Причина, по которой вы не можете взять адрес, заключается в том, что вам нужно что-то сделать, чтобы указать, что адрес должен быть, потому что в противном случае концепция адреса будет семантически нечистой и неинтуитивной.

Языковое требование «сделать что-то» несколько произвольно, но оно делает программы на C++ чище. Было бы отстойно, если бы у людей появилась привычка брать адреса временных сотрудников. Понятие адреса тесно связано с понятием времени жизни, поэтому имеет смысл сделать так, чтобы «мгновенные» значения не имели адресов. Тем не менее, если вы будете осторожны, вы можете получить адрес и использовать его в течение времени жизни, которое позволяет стандарт.

В других ответах здесь есть некоторые заблуждения:

• «Вы не можете взять адрес rvalue, потому что не все rvalue имеют адреса». — Не все lvalue также имеют адреса. Типичной локальной переменной типа int, которая участвует в простом цикле и впоследствии не используется, скорее всего, будет назначен регистр, но не место в стеке. Отсутствие ячейки памяти означает отсутствие адреса. Однако компилятор назначит место в памяти, если вы возьмете его адрес. То же самое относится и к rvalue, которые могут быть привязаны к const ссылкам. «Адрес 42» может быть получен как таковой:

  int const *fortytwo_p = & static_cast<int const &>( 42 );
  

  Конечно, после ; адрес недействителен, потому что временные адреса являются временными, и это, вероятно, приведет к созданию дополнительных инструкций, поскольку машина может бессмысленно хранить 42 в стеке.

  Стоит отметить, что C++0x очищает концепции, определяя prvalue как значение выражения, независимое от хранилища, а glvalue как место хранения. независимо от его содержания. Это, вероятно, и было целью стандарта C++03 в первую очередь.

• «Тогда вы можете изменить временное, что бессмысленно». — На самом деле временки с побочными эффектами полезно модифицировать. Учти это:

  if ( istringstream( "42" ) >> my_int )
  

  Это хорошая идиома для преобразования числа и проверки успешности преобразования. Он включает в себя создание временного объекта, вызов для него изменяющей функции и последующее его уничтожение. Далеко не бессмысленно.

Его можно взять, но как только временное перестанет существовать, у вас останется болтающийся указатель.

ИЗМЕНИТЬ

Для минусующих:

const std::string &s = std::string("h");
&s;

является законным. s является ссылкой на временный. Следовательно, можно взять временный адрес объекта.

ИЗМЕНИТЬ2

Связанные ссылки являются псевдонимами того, к чему они привязаны. Следовательно, ссылка на временное — это другое имя этого временного объекта. Следовательно, верно второе утверждение предыдущего абзаца.

Вопрос ОП касается временных значений (с точки зрения слов, которые он использует), а его пример касается значений r. Это два разных понятия.

Одна из причин заключается в том, что ваш пример даст методу доступ на запись к временному, что бессмысленно.

Приведенная вами цитата не об этой ситуации, это конкретная оптимизация, разрешенная в деклараторах с инициализаторами.

Почему взятие адреса временного незаконно?

Область действия временных переменных ограничена каким-то конкретным методом или некоторым блоком, как только вызов метода возвращает временные переменные, они удаляются из памяти, поэтому, если мы возвращаем адрес переменной, которой больше нет в памяти, она не имеет смысл. Тем не менее адрес действителен, но теперь этот адрес может содержать какое-то мусорное значение.