c++ - std::forward 是如何工作的？

Question

Possible Duplicate:
Advantages of using forward

我知道它的作用以及何时使用它，但我仍然无法理解它是如何工作的。如果允许使用模板参数推导，请尽可能详细并说明 std::forward 何时会不正确。

我的部分困惑是: “如果它有一个名字，它就是一个左值” - 如果是这种情况，为什么 std::forward 当我通过 thing&& x 与 thing& x？

Answer 1

我认为std::forward的解释作为 static_cast<T&&>令人困惑。我们对强制转换的直觉是，它将一个类型转换为其他类型——在这种情况下，它将转换为一个右值引用。它不是!所以我们用另一件神秘的东西来解释一件神秘的事情。这个特定的类型转换由 Xeo 的答案中的表格定义。但问题是:为什么？所以这是我的理解:

假设我想给你一个 std::vector<T> v您应该作为数据成员 _v 存储在数据结构中.天真的(且安全)的解决方案是始终将 vector 复制到其最终目的地。因此，如果您通过中间函数(方法)执行此操作，则应将该函数声明为引用。 (如果您将其声明为按值获取 vector ，您将执行额外的完全不必要的复制。)

void set(const std::vector<T> & v) { _v = v; }

如果你手里有一个左值，这一切都很好，但是右值呢？假设 vector 是调用函数的结果makeAndFillVector() .如果您执行了直接分配:

_v = makeAndFillVector();

编译器会移动 vector 而不是复制它。但是如果你介绍一个中介，set() ，关于你的论点的右值性质的信息将会丢失并且会被复制。

set(makeAndFillVector()); // set will still make a copy

为了避免这种复制，您需要“完美转发”，这将导致每次都优化代码。如果您获得了一个左值，您希望您的函数将其视为左值并进行复制。如果给你一个右值，你希望你的函数把它当作一个右值并移动它。

通常你会通过重载函数 set() 来实现。分别用于左值和右值:

set(const std::vector<T> & lv) { _v = v; }
set(std::vector<T> && rv) { _v = std::move(rv); }

但现在假设您正在编写一个接受 T 的模板函数。并调用set()用那个T (不用担心我们的set() 只为 vector 定义)。诀窍是您希望此模板调用 set() 的第一个版本。当模板函数用左值实例化时，第二个当它用右值初始化时。

首先，这个函数的签名应该是什么？答案是这样的:

template<class T>
void perfectSet(T && t);

根据您如何调用此模板函数，类型 T会有不同的神奇演绎。如果你用左值调用它:

std::vector<T> v;
perfectSet(v);

vector v将通过引用传递。但是如果你用右值调用它:

perfectSet(makeAndFillVector());

(匿名) vector 将通过右值引用传递。因此，C++11 的魔法被有意设置为尽可能保留参数的右值性质。

现在，在 PerfectSet 中，您希望将参数完美地传递给 set() 的正确重载.这是std::forward是必要的:

template<class T>
void perfectSet(T && t) {
    set(std::forward<T>(t));
}

如果没有 std::forward，编译器将不得不假设我们想要通过引用传递 t。要说服自己这是真的，请比较以下代码:

void perfectSet(T && t) {
    set(t);
    set(t); // t still unchanged
}

到这里:

void perfectSet(T && t) {
    set(std::forward<T>(t));
    set(t); // t is now empty
}

如果您没有明确转发 t ，编译器必须防御性地假设您可能再次访问 t 并选择 set 的左值引用版本。但是如果你转发t ，编译器将保留它的右值性和 set() 的右值引用版本将被调用。这个版本移动了t的内容，这意味着原件变为空。

这个答案比我最初假设的要长得多;-)