C++11 模板参数的“右值引用”是转发引用吗

在C++11中，&&不再只有逻辑与的含义，还可能是右值引用：

void f(int&& i);

但也不尽然，&&还可能是转发引用：

template<typename T>
void g(T&& obj);

“转发引用”（forwarding reference）旧称“通用引用”（universal reference），它的“通用”之处在于你可以拿一个左值绑定给转发引用，但不能给右值引用：

void f(int&& i) { }

template<typename T>
void g(T&& obj) { }

int main()
{
  int n = 2;
  f(1);
// f(n); // error
  g(1);
  g(n);
}

一个函数的参数要想成为转发引用，必须满足：

  • 参数类型为T&&，没有const或volatile；
  • T必须是该函数的模板参数。

换言之，以下函数的参数都不是转发引用：

template<typename T>
void f(const T&&);
template<typename T>
void g(typename std::remove_reference<T>&&);
template<typename T>
class A
{
  template<typename U>
  void h(T&&, const U&);
};

另一种情况是auto&&变量也可以成为转发引用：

auto&& vec = foo();

所以写范围for循环的最好方法是用auto&&：

std::vector<int> vec;
for (auto&& i : vec)
{
  // ...
}

有一个例外，当auto&&右边是初始化列表，如auto&& l = {1, 2, 3};时，该变量为std::initializer_list<int>&&类型。

转发引用，是用来转发的。只有当你的意图是转发参数时，才写转发引用T&&，否则最好把const T&和T&&写成重载（如果需要的话还可以写T&，还有不常用的const T&&；其中T是具体类型而非模板参数）。

转发一个转发引用需要用std::forward，定义在<utility>中：



调用g有几种可能的参数：


    

  • int i = 1; g(i);，T为int&，调用g(int&)；
    • 

  • const int j = 2; g(j);，T为const int&，调用g(const int&)；
    • 

  • int k = 3; g(std::move(k));或g(4);，T为int（不是int&&哦！），调用g(int&&)。
    • 



你也许会疑惑，为什么std::move不需要<T>而std::forward需要呢？这得从std::forward的签名说起：


template<typename T>
constexpr T&& forward(std::remove_reference_t<T>&) noexcept;
template<typename T>
constexpr T&& forward(std::remove_reference_t<T>&&) noexcept;



调用std::forward时，编译器无法根据std::remove_reference_t<T>反推出T，从而实例化函数模板，因此<T>需要手动指明。


但是这并没有从根本上回答问题，或者可以进一步引出新的问题——为什么std::forward的参数不定义成T&&呢？


原因很简单，T&&会把T&、const T&、T&&和const T&&（以及对应的volatile）都吃掉，有了T&&以后，再写T&也没用。


且慢，T&&参数在传入函数是会匹配到T&&吗？


#include <iostream>
#include <utility>

void foo(int&)
{
  std::cout << "int&" << std::endl;
}

void foo(const int&)
{
  std::cout << "const int&" << std::endl;
}

void foo(int&&)
{
  std::cout << "int&&" << std::endl;
}

void bar(int&& i)
{
  foo(i);
}

int main()
{
  int i;
  bar(std::move(i));
}



不会！程序输出int&。在函数bar中，i是一个左值，其类型为int的右值引用。更直接一点，它有名字，所以它是左值。


因此，如果std::forward没有手动指定的模板参数，它将不能区分T&和T&&——那将是“糟糕转发”，而不是“完美转发”了。


最后分析一下std::forward的实现，以下代码来自libstdc++：


template<typename _Tp>
 constexpr _Tp&&
 forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type& __t) noexcept
 { return static_cast<_Tp&&>(__t); }

template<typename _Tp>
 constexpr _Tp&&
 forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type&& __t) noexcept
 {
  static_assert(!std::is_lvalue_reference<_Tp>::value, "template argument"
         " substituting _Tp is an lvalue reference type");
  return static_cast<_Tp&&>(__t);
 }




    

  • 当转发引用T&& obj绑定左值int&时，匹配第一个重载，_Tp即T为int&，返回类型_Tp&&为int&（引用折叠：& &、& &&、&& &都折叠为&，只有&& &&折叠为&&）；
    • 

  • const int&同理；
    • 

  • 当转发引用绑定右值int&&时，匹配第二个重载，_Tp为int，返回类型为int&&；
    • 

  • const int&&同理。
    • 



综上，std::forward能完美转发。


程序员总是要在Stack Overflow上撞撞墙才能学会一点东西。


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     深入了解c++11 移动语义与右值引用
    
                                
    1.移动语义 C++11新标准中一个最主要的特性就是提供了移动而非拷贝对象的能力.如此做的好处就是,在某些情况下,对象拷贝后就立即被销毁了,此时如果移动而非拷贝对象会大幅提升性能.参考如下程序: //moveobj.cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class Obj { public: Obj(){cout <<"create obj" << e
    
                            
     
                        
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     C++11右值引用和移动语义的实例解析
    
                                
    目录 基本概念 左值 vs 右值 左值引用 vs 右值引用 右值引用使用场景和意义 左值引用的使用场景 左值引用的短板 右值引用和移动语义 右值引用引用左值 右值引用的其他使用场景 完美转发 万能引用 完美转发保持值的属性 完美转发的使用场景 总结 基本概念 左值 vs 右值 什么是左值? 左值是一个表示数据的表达式,如变量名或解引用的指针. 左值可以被取地址,也可以被修改(const修饰的左值除外). 左值可以出现在赋值符号的左边,也可以出现在赋值符号的右边. int main() { //以
    
                            
     
                        
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     一文搞懂C++11万能引用和右值引用
    
                                
    目录 前言 正文 万能引用 结语 参考: 前言 我们通过一个问题来进入今天的话题:1.形如 “type&&” 的结构,就是右值引用吗?2.以下哪些属于右值引用? ① void fun(Widget && param);② Widget && var1= Widget();③ auto && var2 = var1;④ template<typename T> void f(std::vector<T>&&
    
                            
     
                        
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      C++标准之(ravalue reference) 右值引用介绍   
                            
     
                            
    
                                
     C++标准之(ravalue reference) 右值引用介绍
    
                                
    1.右值引用引入的背景 临时对象的产生和拷贝所带来的效率折损,一直是C++所为人诟病的问题.但是C++标准允许编译器对于临时对象的产生具有完全的自由度,从而发展出了CopyElision.RVO(包括NRVO)等编译器优化技术,它们可以防止某些情况下临时对象产生和拷贝.下面简单地介绍一下CopyElision.RVO,对此不感兴趣的可以直接跳过: (1)CopyElision CopyElision技术是为了防止某些不必要的临时对象产生和拷贝,例如: 复制代码 代码如下: structA{ A(
    
                            
     
                        
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     深入解读C++中的右值引用
    
                                
    右值引用(及其支持的Move语意和完美转发)是C++0x将要加入的最重大语言特性之一,这点从该特性的提案在C++ - State of the Evolution列表上高居榜首也可以看得出来. 从实践角度讲,它能够完美解决C++中长久以来为人所诟病的临时对象效率问题.从语言本身讲,它健全了C++中的引用类型在左值右值方面的缺陷.从库设计者的角度讲,它给库设计者又带来了一把利器.从库使用者的角度讲,不动一兵一卒便可以获得"免费的"效率提升- 在标准C++语言中,临时量(术语为右值,因其出
    
                            
     
                        
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     C++左值与右值,右值引用,移动语义与完美转发详解
    
                                
    目录 C++——左值与右值.右值引用.移动语义与完美转发 一.左值和右值的定义 二.如何判断一个表达式是左值还是右值(大多数场景) 三.C++右值引用 四.std::move()与移动语义 五. 完美转发 总结 C++——左值与右值.右值引用.移动语义与完美转发 在C++或者C语言中,一个表达式(可以是字面量.变量.对象.函数的返回值等)根据其使用场景不同,分为左值表达式和右值表达式. 一.左值和右值的定义 1.左值的英文为locator value,简写为lvalue,可意为存储在内存中.有明
    
                            
     
                        
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      详解C++中的左值,纯右值和将亡值   
                            
     
                            
    
                                
     详解C++中的左值,纯右值和将亡值
    
                                
    目录 引入 一.表达式 二.值类别 三.左值 四.纯右值 五.将亡值 六.注意 引入 C++中本身是存在左值,右值的概念,但是在C11中又出现了左值,纯右值,将亡值得概念:这里我们主要介绍这些值的概念. 一.表达式 定义:由运算符和运算对象构成的计算式(类似数学中的算术表达式) 每个 C++ 表达式(带有操作数的操作符.字面量.变量名等)可按照两种独立的特性加以辨别:**类型和值类别 **(value category).每个表达式都具有某种非引用类型,且每个表达式只属于三种基本值类别中的一种:
    
                            
     
                        
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     浅析C++11中的右值引用、转移语义和完美转发
    
                                
    1. 左值与右值: C++对于左值和右值没有标准定义,但是有一个被广泛认同的说法:可以取地址的,有名字的,非临时的就是左值;不能取地址的,没有名字的,临时的就是右值. 可见立即数,函数返回的值等都是右值;而非匿名对象(包括变量),函数返回的引用,const对象等都是左值. 从本质上理解,创建和销毁由编译器幕后控制的,程序员只能确保在本行代码有效的,就是右值(包括立即数);而用户创建的,通过作用域规则可知其生存期的,就是左值(包括函数返回的局部变量的引用以及const对象),例如: int& fo
    
                            
     
                        
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