std::move()、std::forward<T>、模板類型推斷分析

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引用折疊原則和完美轉(zhuǎn)發(fā)是有聯(lián)系的，可以說后者是基于前者的某些特性實現(xiàn)的，具體來看一下。

要理解完美轉(zhuǎn)發(fā)，需要了解兩個知識點：

引用折疊原則（Reference collapsing rules）。

右值函數(shù)模版參數(shù)類型推導(dǎo)（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(fù)拷貝和釋放引發(fā)的資源浪費，move與右值引用進(jìn)行搭配可以完美的解決這個問題。
比如在進(jìn)行vector中的insert函數(shù)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(jìn)行交換，即可實現(xiàn)插入到vector容器中的操作。而不用再進(jìn)行深拷貝的動作。
需要注意的是，如果使用move進(jìn)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(jīng)被更改，對應(yīng)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：

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這是函數(shù)模板參數(shù)類型推導(dǎo)中一種比較特殊的情況，這種情況會把模板參數(shù)作為右值引用使用，例如：

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

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其中T為模板類型，T&&為參數(shù)類型。這種情況會產(chǎn)生兩種結(jié)果：

1. 當(dāng)傳給foo函數(shù)的參數(shù)是一個左值引用時，例如：

int i = 29; foo(i);//i為左值引用

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此時，T的類型為int的左值引用：int&，參數(shù)類型為int & &&，（既T&&），結(jié)合上面的引用折疊規(guī)則，最終參數(shù)的類型為int的左值引用：int&。
2. 當(dāng)傳給foo函數(shù)的參數(shù)是一個右值引用時，例如：

foo(29);

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此時，T的類型為int，參數(shù)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(jìn)行調(diào)用； show(2);

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該函數(shù)第進(jìn)入show之后會調(diào)用show1的調(diào)用，如果此時沒有用forward進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的話，會調(diào)用到
左值引用版本，而不會調(diào)用到右值引用的版本。所有forward就是進(jìn)行完美轉(zhuǎn)發(fā)的作用，當(dāng)傳入的是左值引用
的時候，會調(diào)用到左值引用的版本，當(dāng)調(diào)用到右值引用的時候，函數(shù)里面也會調(diào)用到右值引用的版本 那么他是怎么實現(xiàn)的呢？
通過以上代碼的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，forward會進(jìn)行類型的轉(zhuǎn)發(fā)。具體實現(xiàn)原理就是上面所說的引用折疊原則。

下面是VS2015下的實現(xiàn)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(jìn)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(diào)用下面這個版本的函數(shù)。

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(zhuǎn)發(fā)

2、傳入的是右值的時候。

下面是類型推斷調(diào)用的時候生成的函數(shù)。

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

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相應(yīng)地就會調(diào)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(xiàn)了右值引用的完美轉(zhuǎn)發(fā)。

總結(jié)

1、move函數(shù)是將一個左值轉(zhuǎn)為右值引用，轉(zhuǎn)換之后，改左值就不能再進(jìn)行使用了。
2、forward函數(shù)是進(jìn)行類型的轉(zhuǎn)發(fā)，可以將左值引用繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)為左值，右值引用繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)為右值引用。

總結(jié)

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(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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