std::move()、std::forward<T>、模板類型推斷分析

?

引用折疊原則和完美轉發是有聯系的，可以說后者是基于前者的某些特性實現的，具體來看一下。

要理解完美轉發，需要了解兩個知識點：

引用折疊原則（Reference collapsing rules）。

右值函數模版參數類型推導（Template argument deduction）

我們先來分析一下為什么需要使用到move呢？

C++11多出來一個move語義，意圖是解決臨時對象重復拷貝和釋放引發的資源浪費，move與右值引用進行搭配可以完美的解決這個問題。
比如在進行vector中的insert函數的時候，如果模板類型是string，通過move(str1)我們就可以只將string中的指針進行交換，即可實現插入到vector容器中的操作。而不用再進行深拷貝的動作。
需要注意的是，如果使用move進行左值變右值之后，該左值不能再利用，因為它里面的信息可能已經被更改，對應的string就是，指向字符串的指針被打斷了。

下面這張圖是模板類型推斷原則：

?
這是函數模板參數類型推導中一種比較特殊的情況，這種情況會把模板參數作為右值引用使用，例如：

template<typename T> void foo(T&&);

• ?

其中T為模板類型，T&&為參數類型。這種情況會產生兩種結果：

1. 當傳給foo函數的參數是一個左值引用時，例如：

int i = 29; foo(i);//i為左值引用

• ?

此時，T的類型為int的左值引用：int&，參數類型為int & &&，（既T&&），結合上面的引用折疊規則，最終參數的類型為int的左值引用：int&。
2. 當傳給foo函數的參數是一個右值引用時，例如：

foo(29);

• ?

此時，T的類型為int，參數類型為int&&，（既T&&）。

那么，為什么需要forward呢？
我們先來看下以下例子：

template<typename T> void show1(T && a) {cout << "我是右值引用" << endl; }template<typename T> void show1(T & a) {cout << "我是左值引用" << endl; }template<typename T> void show(T && a) {show1(forward<T>(a)); } //我們通過以下進行調用； show(2);

• ?

該函數第進入show之后會調用show1的調用，如果此時沒有用forward進行轉發的話，會調用到
左值引用版本，而不會調用到右值引用的版本。所有forward就是進行完美轉發的作用，當傳入的是左值引用
的時候，會調用到左值引用的版本，當調用到右值引用的時候，函數里面也會調用到右值引用的版本 那么他是怎么實現的呢？
通過以上代碼的分析，我們可以發現，forward會進行類型的轉發。具體實現原理就是上面所說的引用折疊原則。

下面是VS2015下的實現源碼。

// TEMPLATE FUNCTION forward template<class _Ty> inlineconstexpr _Ty&& forward(typename remove_reference<_Ty>::type& _Arg) _NOEXCEPT{ // forward an lvalue as either an lvalue or an rvaluereturn (static_cast<_Ty&&>(_Arg));}template<class _Ty> inlineconstexpr _Ty&& forward(typename remove_reference<_Ty>::type&& _Arg) _NOEXCEPT{ // forward an rvalue as an rvaluestatic_assert(!is_lvalue_reference<_Ty>::value, "bad forward call");return (static_cast<_Ty&&>(_Arg));}

我們就上面那個例子來進行分析：
1、傳入的是左值的時候。

void show(int& && a) {//此時T為 int&類型。a通過引用折疊原則為int&類型show1(forward<int&>(a)); }

此時forward會調用下面這個版本的函數。

constexpr int& && forward(typename remove_reference<int&>::type& _Arg) _NOEXCEPT{ // forward an lvalue as either an lvalue or an rvaluereturn (static_cast<int& &&>(_Arg));}

那么，此時返回的就是int& &&類型，通過引用折疊原則即為 int &，完成了左值的轉發

2、傳入的是右值的時候。

下面是類型推斷調用的時候生成的函數。

void show(int && a) {//此時T為 int類型。a為 int&& 類型show1(forward<int>(a)); }

• ?

相應地就會調用到下面這個forward版本：

constexpr int && forward(typename remove_reference<int>::type&& _Arg) _NOEXCEPT { // forward an rvalue as an rvalue static_assert(!is_lvalue_reference<int>::value, "bad forward call"); return (static_cast<int &&>(_Arg)); }

我們可以看出上面的這個forward會返回右值引用，則實現了右值引用的完美轉發。

總結

1、move函數是將一個左值轉為右值引用，轉換之后，改左值就不能再進行使用了。
2、forward函數是進行類型的轉發，可以將左值引用繼續轉發為左值，右值引用繼續轉發為右值引用。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ std::move()和完美转发的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。