模板实参推断和引用以及move和forward详解

模板实参推断和引用以及move和forward详解

从左值引用函数参数推断类型

当一个函数的参数是一个左值引用时，我们只能传递给它一个左值，实参可以是const类型或非const类型，实参是const，则T被推断为const。
例如：

template<typename T> void f1(T&);f1(i);  //实参为int,则T推断为intf1(ci); //实参为const int,T推断为const intf1(5);  //实参为右值，不能传入右值，错误

如果一个函数参数类型是const T&，正常绑定规则告诉我们可以给它传递任何类型实参–一个对象（const或非const）、一个临时对象或是一个字面常量值。当函数参数本身是const时，T的类型推断的结果不会是一个const类型，因为const已经是函数参数类型的一部分了，它不会再是模板参数类型的一部分。

template<typename T> void f2(const T&);f2(i);  //i是int，则模板参数类型推断为intf2(ci); //i是const int,模板参数同样被推断为intf2(5);  //一个const &参数可以绑定到右值，则T为int

从右值引用函数参数推断类型

当一个函数参数是一个右值引用时，显然我们可以传递一个右值给它。

template<typename T> void f3(T&&);f3(42);  //实参是一个int型右值，模板参数类型为int

引用折叠和右值引用参数

我们同样可以将一个左值传给一个参数为右值引用的模板函数，此时编译器会推断模板类型参数为实参的左值引用类型，例如当我们调用f3(i)时，此时T被推断为int &，而非int。
此时就会出现引用的引用这种情况，这种情况下，这些引用会形成“折叠”，折叠成左值的引用或者右值的引用。
* X& &、X& &&、X&& &都被折叠成X&
* 类型X&& &&被折叠成X&&

f3(i);  //实参是一个左值，模板参数T推断为int&,则参数i类型变为int& &&，由引用折叠得到为int&f3(ci); //实参是一个左值，模板参数T推断为const int&

编写接受右值引用参数的模板参数

template<typename T> void f3(T &&val){  T t = val;}

• 当我们对一个右值调用f3时，例如f3(43)，T被推断为int，此时，局部变量t是int型，是val的一个拷贝。
• 当我们对一个左值调用f3时，T被推断为int &,此时t的类型是int&,t不是val的拷贝，而是val的一个引用。

move

标准库是这样定义move的：

template<typename t>typename remove_reference<T>::type&& move(T&& t){  return static_cast<typename remove_reference<T>::type&&>(t);}

当调用std::move(string(“bye”))时，实参为一个右值：

* 推断出T类型为string* remove_reference<string>::type为string* 将t强制转换为string&&并返回。

当调用std::move(s)时，s为一个左值：

* 推断出T类型为string&* 则t为string& &&,折叠成string&* remove_reference<string&>::type为string* 转换t为string&&，并返回

forward

除了move()语义之外，右值引用还需要解决的一个问题就是完美转发，转发问题针对的是模板函数，要求我们保持实参类型将其传递给其他函数。
forward原型类似如下：

template<class TYPE>TYPE&& forward(typename remove_reference<TYPE>::type& arg){  return static_cast<TYPE&&>(arg);}

通常情况下，我们使用forward传递那些定义为模板类型参数的右值引用的函数参数。通过其返回类型上的引用折叠，forward可以保持给定实参的左值／右值属性：

template<typename Type> intermediary(Type &&arg){  finalFcn(std::forward<Type>(arg));}当传入一个右值参数例如string("ss")：* Type会被推断为string，调用forward<string>* forward的返回类型TYPE&&为string&&* arg为remove_reference<string>::type&也就是string&类型* 再将arg强制为string&&类型返回，保持了arg的右值属性。当传入一个左值参数，例如string时:* Type推断为string&,则arg为string& &&类型，引用折叠得到string&类型。此时调用forward<string&>* forward返回值为string& &&，折叠为string&* arg为remove_reference<string&>::type& 为string&类型* 将arg转为string&返回，保持了arg的左值属性。