c++ - 值传递和 std::move 与转发引用

Question

我经常遇到按值传递和移动的习惯用法:

struct Test
{
    Test(std::string str_) : str{std::move(str_)} {}
    std::string str;
};

但在我看来，在某些情况下传递常量引用或右值引用可以保存拷贝。像这样的东西:

struct Test1
{
    Test1(std::string&& str_) : str{std::move(str_)} {}
    Test1(std::string const& str_) : str{str_} {}
    std::string str;
};

或者也许使用转发引用来避免编写两个构造函数。像这样的东西:

struct Test2
{
    template<typename T> Test2(T&& str_) : str{std::forward<T>(str_)} {}
    std::string str;
};

是这样的吗？如果是这样，为什么不使用它呢？

此外，C++20 似乎允许使用自动参数来简化语法。我不确定这种情况下的语法是什么。考虑:

struct Test3
{
    Test3(auto&& str_) : str{std::forward<decltype(str_)>(str_)} {}
    std::string str;
};

struct Test4
{
    Test4(auto str_) : str{std::forward<decltype(str_)>(str_)} {}
    std::string str;
};

编辑:

建议的问题内容丰富，但没有提及“自动”情况。

Answer 1

But it seems to me that passing by either const reference or rvalue reference can save a copy in some situations.

确实如此，但它需要更多的重载(如果有多个参数，情况甚至更糟)。

按值传递和移动惯用语(在最坏的情况下)有一个额外的移动。大多数时候这是一个很好的权衡。

maybe using a forwarding reference to avoid writing both constructors.

转发引用有其自身的陷阱:

• 不允许参数使用 {..} 语法，因为 {..} 没有类型。

  Test2 a({5u, '*'}); // "*****"
  

  这是不可能的。
• 不限于有效类型(需要额外的requires或SFINAE)。

  Test2 b(4.2f); // Invalid, but `std::is_constructible_v<Test2, float>` is (falsely) true.
  

  会在构造函数内部产生错误，而不是在调用站点产生错误(因此错误消息不太清楚，并且 SFINAE 不可能)。
• 对于构造函数，它可以优先于复制构造函数(对于非常量左值)

  Test2 c(a); // Call Test2(T&&) with T=Test2&
              // instead of copy constructor Test2(const Test2&)
  

  会产生错误，因为 std::string 无法从 Test2& 构造。