http://blog.sina.com.cn/s/blog_53b7ddf00101p5t0.html

std::move是一個(gè)用于提示優(yōu)化的函數(shù)，過去的c++98中，由于無法將作為右值的臨時(shí)變量從左值當(dāng)中區(qū)別出來，所以程序運(yùn)行時(shí)有大量臨時(shí)變量白白的創(chuàng)建后又立刻銷毀，其中又尤其是返回字符串std::string的函數(shù)存在最大的浪費(fèi)。

比如：

1 std::string fileContent = “oldContent”;
2 s = readFileContent(fileName);

因?yàn)椴⒉皇撬星闆r下，C++編譯器都能進(jìn)行返回值優(yōu)化，所以，向上面的例子中，往往會(huì)創(chuàng)建多個(gè)字符串。readFileContent如果沒有內(nèi)部狀態(tài)，那么，它的返回值多半是std::string（const std::string的做法不再被推薦了），而不是const std::string&。這是一個(gè)浪費(fèi)，函數(shù)的返回值被拷貝到s中后，棧上的臨時(shí)對(duì)象就被銷毀了。

在C++11中，編碼者可以主動(dòng)提示編譯器，readFileContent返回的對(duì)象是臨時(shí)的，可以被挪作他用：std::move。

將上面的例子改成：

1 std::string fileContent = “oldContent”;
2 s = std::move(readFileContent(fileName));

后，對(duì)象s在被賦值的時(shí)候，方法std::string::operator =(std::string&&)會(huì)被調(diào)用，符號(hào)&&告訴std::string類的編寫者，傳入的參數(shù)是一個(gè)臨時(shí)對(duì)象，可以挪用其數(shù)據(jù)，于是std::string::operator =(std::string&&)的實(shí)現(xiàn)代碼中，會(huì)置空形參，同時(shí)將原本保存在中形參中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到自身。

不光是臨時(shí)變量，只要是你認(rèn)為不再需要的數(shù)據(jù)，都可以考慮用std::move移動(dòng)。

比較有名的std::move用法是在swap中：

1 template
2 void swap(T& a, T& b)
3 {
4 T t(std::move(a)); // a為空，t占有a的初始數(shù)據(jù)
5 a = std::move(b); // b為空， a占有b的初始數(shù)據(jù)
6 b = std::move(t); // t為空，b占有a的初始數(shù)據(jù)
7 }

總之，std::move是為性能而生的，正式因?yàn)榱擞辛诉@個(gè)主動(dòng)報(bào)告廢棄物的設(shè)施，所以C++11中的STL性能大幅提升，即使C++用戶仍然按找舊有的方式來編碼，仍然能因中新版STL等標(biāo)準(zhǔn)庫的強(qiáng)化中收益。

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std::forward是用于模板編程中的，如果不需要編寫通用的模板類和函數(shù)，可能不怎么用的上它。

要認(rèn)識(shí)它的作用，需要知道C++中的幾條規(guī)則：（這里有篇挺好的文章：http://blog.csdn.net/zwvista/article/details/6848582，但似乎因標(biāo)準(zhǔn)的更新，其中的規(guī)則已不完全成立了）

1.?引用折疊規(guī)則：

X& + & => X&
X&& + & => X&
X& + && => X&
X&& + && => X&&

2. 對(duì)于模板函數(shù)中的形參聲明T&&（這里的模板參數(shù)T，最終推演的結(jié)果可能不是一個(gè)純類型，它可能還會(huì)帶有引用/常量修飾符，如，T推演為const int時(shí)，實(shí)際形參為const int &&），會(huì)有如下規(guī)則：

如果調(diào)用函數(shù)時(shí)的實(shí)參為U&（這里的U可能有const/volatile修飾，但沒有左/右引用修飾了），那么T推演為U&，顯然根據(jù)上面的引用折疊規(guī)則，U& &&=>U&。

如果調(diào)用實(shí)參為U&&，雖然將T推導(dǎo)為U&&和U都能滿足折疊規(guī)則（U&& &&=> U&&且U &&=>U&&），但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這里選擇將T推演為U而非U&&。

總結(jié)一下第2條規(guī)則：當(dāng)形參聲明為T&&時(shí)，對(duì)于實(shí)參U&，T被推演為U&；當(dāng)實(shí)參是U&&時(shí)，T被推演為U。當(dāng)然，T和U具有相同的const/volatile屬性。

3.這點(diǎn)很重要，也是上面zwvista的文章中沒有提到的：形參T&& t中的變量t，始終是左值引用，即使調(diào)用函數(shù)的實(shí)參是右值引用也不例外。可以這么理解，本來，左值和右值概念的本質(zhì)區(qū)別就是，左值是用戶顯示聲明或分配內(nèi)存的變量，能夠直接用變量名訪問，而右值主要是臨時(shí)變量。當(dāng)一個(gè)臨時(shí)變量傳入形參為T&& t的模板函數(shù)時(shí)，T被推演為U，參數(shù)t所引用的臨時(shí)變量因?yàn)殚_始能夠被據(jù)名訪問了，所以它變成了左值。這也就是std::forward存在的原因！當(dāng)你以為實(shí)參是右值所以t也應(yīng)該是右值時(shí)，它跟你開了個(gè)玩笑，它是左值！如果你要進(jìn)一步調(diào)用的函數(shù)會(huì)根據(jù)左右值引用性來進(jìn)行不同操作，那么你在將t傳給其他函數(shù)時(shí)，應(yīng)該先用std::forward恢復(fù)t的本來引用性，恢復(fù)的依據(jù)是模板參數(shù)T的推演結(jié)果。雖然t的右值引用行會(huì)退化，變成左值引用，但根據(jù)實(shí)參的左右引用性不同，T會(huì)被分別推演為U&和U，這就是依據(jù)！因此傳給std::forward的兩個(gè)參數(shù)一個(gè)都不能少：std::forward(t)。

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再來，討論一下，一個(gè)模板函數(shù)如果要保留參數(shù)的左右值引用性，為什么應(yīng)該聲明為T&&：

如果聲明函數(shù)f(T t)：實(shí)參會(huì)直接進(jìn)行值傳遞，失去了引用性。

如果聲明函數(shù)f(T &t): 根據(jù)引用折疊法則，無論T是U&還是U&&，T&的折疊結(jié)果都只會(huì)是U&，即，這個(gè)聲明不能用于匹配右值引用實(shí)參。

如果聲明函數(shù)f(T &&t): 如果T為U&，T&&的結(jié)果是U&，可以匹配左值實(shí)參；如果T為U&&，T&&的結(jié)果是U&&，可以匹配右值實(shí)參。又因?yàn)門的cv性和U相同，所以這種聲明能夠保留實(shí)參的類型信息。

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先來看一組幫助類：

1 template struct TypeName { static const char *get(){ return "Type"; } };
2 template struct TypeName<<SPAN style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-FAMILY: 'Courier New'; COLOR: rgb(0,0,255); FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">const T> { static const char *get(){ return "const Type"; } };
3 template struct TypeName { static const char *get(){ return "Type&"; } };
4 template struct TypeName<<SPAN style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-FAMILY: 'Courier New'; COLOR: rgb(0,0,255); FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">const T&> { static const char *get(){ return "const Type&"; } };
5 template struct TypeName { static const char *get(){ return "Type&&"; } };
6 template struct TypeName<<SPAN style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-FAMILY: 'Courier New'; COLOR: rgb(0,0,255); FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">const T&&> { static const char *get(){ return "const Type&&"; } };

在模板函數(shù)內(nèi)部將模板參數(shù)T傳給TypeName，就可以訪問T的類型字符串：TypeName::get()。

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再一個(gè)幫助函數(shù)，用于打印一個(gè)表達(dá)式的類型：

1 template
2 void printValType(T &&val)
3 {
4 cout << TypeName::get() << endl;
5 }

注意3條規(guī)則在這個(gè)模板函數(shù)上的應(yīng)用。規(guī)則1，解釋了T&& val的聲明足以保留實(shí)參的類型信息。規(guī)則2，說明了，當(dāng)實(shí)參是string&時(shí)，T就是string&；當(dāng)實(shí)參是const string&&時(shí)，T就是const string（而非const string&&）。規(guī)則3，強(qiáng)調(diào)，無論實(shí)參是string&還是string&&，形參val的類型都是string&!

注意TypeName的寫法，因?yàn)門只能為U&或者U，顯然T&&可以根據(jù)折疊法則還原為實(shí)參類型U&和U&&。

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這里是常見的const/左右引用組合的情形：

1 class A{}; // 測(cè)試類
2 A& lRefA() { static A a; return a;} // 左值
3 const A& clRefA() { static A a; return a;} // 常左值
4 A rRefA() { return A(); } // 右值
5 const A crRefA() { return A(); } // 常右值

測(cè)試一下上面的表達(dá)式類型：

1 printValType(lRefA());
2 printValType(clRefA());
3 printValType(rRefA());
4 printValType(crRefA());

輸出依次是： Type&，const Type&，Type&&，const Type&&。

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現(xiàn)在正式來探討std::forward的實(shí)現(xiàn)。

回顧一下使用std::forward的原因：由于聲明為f(T&& t)的模板函數(shù)的形參t會(huì)失去右值引用性質(zhì)，所以在將t傳給更深層函數(shù)前，可能會(huì)需要回復(fù)t的正確引用行，當(dāng)然，修改t的引用性辦不到，但根據(jù)t返回另一個(gè)引用還是可以的。恰好，上面的函數(shù)printValType是一個(gè)會(huì)根據(jù)實(shí)參類型不同，作出不同反映的函數(shù)，所以可以把它作為f的內(nèi)層函數(shù)，來檢測(cè)f有沒有正確的修正t的引用行。

1 template
2 void f(T &&a)
3 {
4 printValType(a);
5 }
6
7 int main()
8 {
9 f(lRefA());
10 f(clRefA());
11 f(rRefA());
12 f(crRefA());
13 }

輸出：Type&，const Type&，Type&，const Type&。

可見后兩個(gè)輸出錯(cuò)了，這正是前面規(guī)則3描述的，當(dāng)實(shí)參是右值引用時(shí)，雖然T被推演為U，但是參數(shù)a退化成了左值引用。

直接應(yīng)用std::forward：

1 template
2 void f(T &&a)
3 {
4 printValType(std::forward(a));
5 }

輸出：Type&，const Type&，Type&&，const Type&&。

輸出正確了，這就是std::forward的作用啊。如果更深層的函數(shù)也需要完整的引用信息，如這里的printValType，那就應(yīng)該在傳遞形參前先std::forward！

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在編寫自己的forward函數(shù)之前，先來嘗試直接強(qiáng)制轉(zhuǎn)化參數(shù)a：

1 template
2 void f(T &&a)
3 {
4 printValType((T&&)a);
5 }

輸出：Type&，const Type&，Type&&，const Type&&。

正確！因?yàn)椴还躎被推演為U&還是U，只要T&&肯定能還原為U&和U&&。

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考慮下自己的forward函數(shù)應(yīng)該怎么寫：

?因?yàn)樵趂orward的調(diào)用方中，形參已經(jīng)丟失了右值引用信息，唯一的參考依據(jù)是T，要根據(jù)T還原為正確的參數(shù)，得T&&，因此，強(qiáng)制轉(zhuǎn)換和返回類型都是T&&了，當(dāng)然，forward還必須被以forward()的方式顯示指定模板類型，這樣才能保證forward的模板參數(shù)T和上層函數(shù)f的T是相同類型。首先：

1 template
2 T&& forward(... a)
3 {
4 return (T&&)a;
5 }

調(diào)用方f一定得顯示指定類型forward。

形參怎么寫？形參a的類型由T構(gòu)成，而且forward的實(shí)參一定是左值（暫時(shí)不考慮forward(std::string())的使用方法），也就是說，無論T是U&還是U，形參a的類型一定都得是U&，才能和實(shí)參匹配，所以，結(jié)果是：

1 template
2 T&& forward(T& a)
3 {
4 return (T&&)a;
5 }

測(cè)試，輸出：Type&，const Type&，Type&&，const Type&&。
正確！

?

再試下，如果f調(diào)用forward的時(shí)候，使用forward(a)的方式，沒有顯示指定模板類型會(huì)怎么樣：

1 template
2 void f(T &&a)
3 {
4 printValType(forward(a));
5 }

輸出：T&&，const Type&&，Type&&，const Type&&。

錯(cuò)了。分析下，因?yàn)閷?shí)參始終是左值，所以forward的形參T& a中，T就被推演為U，因此(T&&)a也就是(U&&)a所以結(jié)果錯(cuò)誤。

為了避免用戶使用forward(a)，因此應(yīng)該禁用forward的自動(dòng)模板參數(shù)推演功能！可以借助std::identity，另外，將(T&&)換成static_cast，規(guī)范一下：

1 template
2 T&& forward(typename std::identity::type& a)
3 {
4 return static_cast(a);
5 }

?

上面講的是針對(duì)T為U&或U，而實(shí)參始終為左值的情況，這是常見的情形；不過也有實(shí)參為右值的情況，還需要改進(jìn)上面這個(gè)forward，但我這里就不寫了。

這是我手里的gcc4.5.2的forward實(shí)現(xiàn)：

1 /// forward (as per N2835)
2 /// Forward lvalues as rvalues.
3 template
4 inline typename enable_if::value, _Tp&&>::type
5 forward(typename std::identity<_Tp>::type& __t)
6 { return static_cast<_Tp&&>(__t); }
7
8 /// Forward rvalues as rvalues.
9 template
10 inline typename enable_if::value, _Tp&&>::type
11 forward(typename std::identity<_Tp>::type&& __t)
12 { return static_cast<_Tp&&>(__t); }
13
14 // Forward lvalues as lvalues.
15 template
16 inline typename enable_if::value, _Tp>::type
17 forward(typename std::identity<_Tp>::type __t)
18 { return __t; }
19
20 // Prevent forwarding rvalues as const lvalues.
21 template
22 inline typename enable_if::value, _Tp>::type
23 forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type&& __t) = delete;

第1/3版本就相當(dāng)于我之前的實(shí)現(xiàn)，而版本2/4是實(shí)參為右值的情況，至于后者這種取舍的原因，還得去自己研究下使用場(chǎng)合和文檔了。

我手里的vc2010實(shí)現(xiàn)的forward和我之前的實(shí)現(xiàn)相同，顯然還不夠，不過vc2010本來對(duì)標(biāo)準(zhǔn)也就還支持得少..

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[C/C++]关于C++11中的std::move和std::forward的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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