C++11 模板參數的“右值引用”是轉發引用嗎

在C++11中，&&不再只有邏輯與的含義，還可能是右值引用：

  void f(int&& i);

但也不盡然，&&還可能是轉發引用：

  templatevoid g(T&& obj);

“轉發引用”（forwarding reference）舊稱“通用引用”（universal reference），它的“通用”之處在於你可以拿一個左值綁定給轉發引用，但不能給右值引用：

  void f(int&& i) { }    templatevoid g(T&& obj) { }    int main()  {    int n = 2;    f(1);  // f(n); // error    g(1);    g(n);  }

一個函數的參數要想成為轉發引用，必須滿足：

• 參數類型為T&&，沒有const或volatile；

• T必須是該函數的模板參數。

換言之，以下函數的參數都不是轉發引用：

  templatevoid f(const T&&);  templatevoid g(typename std::remove_reference&&);  templateclass A  {    templatevoid h(T&&, const U&);  };

另一種情況是auto&&變量也可以成為轉發引用：

  auto&& vec = foo();

所以寫範圍for循環的最好方法是用auto&&：

  std::vectorvec;  for (auto&& i : vec)  {    // ...  }

有一個例外，當auto&&右邊是初始化列表，如auto&& l = {1, 2, 3};時，該變量為std::initializer_list&&類型。

轉發引用，是用來轉發的。只有當你的意圖是轉發參數時，才寫轉發引用T&&，否則最好把const T&和T&&寫成重載（如果需要的話還可以寫T&，還有不常用的const T&&；其中T是具體類型而非模板參數）。

轉發一個轉發引用需要用std::forward，定義在中：

調用g有幾種可能的參數：

• int i = 1; g(i);，T為int&，調用g(int&)；

• const int j = 2; g(j);，T為const int&，調用g(const int&)；

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

你也許會疑惑，為什麼std::move不需要而std::forward需要呢？這得從std::forward的簽名說起：

  templateconstexpr T&& forward(std::remove_reference_t&) noexcept;  templateconstexpr T&& forward(std::remove_reference_t&&) noexcept;

調用std::forward時，編譯器無法根據std::remove_reference_t反推出T，從而實例化函數模板，因此需要手動指明。

但是這並沒有從根本上回答問題，或者可以進一步引出新的問題――為什麼std::forward的參數不定義成T&&呢？

原因很簡單，T&&會把T&、const T&、T&&和const T&&（以及對應的volatile）都吃掉，有了T&&以後，再寫T&也沒用。

且慢，T&&參數在傳入函數是會匹配到T&&嗎？

  #include#includevoid 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));  }

不會！程序輸出int&。在函數bar中，i是一個左值，其類型為int的右值引用。更直接一點，它有名字，所以它是左值。

因此，如果std::forward沒有手動指定的模板參數，它將不能區分T&和T&&――那將是“糟糕轉發”，而不是“完美轉發”了。

最後分析一下std::forward的實現，以下代碼來自libstdc++：

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

• 當轉發引用T&& obj綁定左值int&時，匹配第一個重載，_Tp即T為int&，返回類型_Tp&&為int&（引用摺疊：& &、& &&、&& &都摺疊為&，只有&& &&摺疊為&&）；

• const int&同理；

• 當轉發引用綁定右值int&&時，匹配第二個重載，_Tp為int，返回類型為int&&；

• const int&&同理。

綜上，std::forward能完美轉發。

程序員總是要在Stack Overflow上撞撞牆才能學會一點東西。