c++11函数模板中左右值问题

模板的引用折叠和右值引用参数

我们先看一个例子:

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T> void f3(T&& val)
{
    T t = val; //拷贝还是绑定一个引用？
    t = 3; //只改变t还是也改变原值？
    if (val == t)
    {
        cout << "val = t" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "val != t" << endl;
    }
}

int main() {
    int p = 42;
    f3(p);
    f3(42);
    cout << p << endl;
}

结果：
val = t
val != t
3

震惊点1：一个左值居然能直接付给右值实参
震惊点2：p既没有被引用，也没有传地址，但是被改变了值

引用折叠和两个例外规则

第一个例外：模板右值引用类型推断

c++原则上是不能直接定义引用的引用的
但是在上面这种情况就出现了引用的引用：

1. 我们传入42的时候，模板被解析成了f3<int&& val>
2. 我们传入p的时候，T被推导成int&，最后解析成f3<int& && val>

这就是第一个例外规则：当我们将一个左值传递给函数的右值引用参数，且此右值引用指向模板类型参数（如T&&）时，编辑器腿短模板类型参数为实参的左值引用类型

第二个例外：处理引用的引用

为了避免编译器对这个代码报错，C++11引入了一个叫做“引用折叠”的规则来处理某些像模板实例化这种情况下带来的"引用的引用"的问题。

引用折叠只有两条规则:

1. X& &、X& &&和X&& &都折叠成类型X&
2. 类型X&& &&折叠成X&&

所以回到上面的那个例子，为什么p的值会被改变，就是因为传入的p被解析成int&对象导致的

解决方法

使用右值引用的函数模板都要进行左右值的重载

template <typename T> void f3(T&& val);  //绑定到非const右值
template <typename T> void f3(const T& val);  //const左值和右值
template <typename T> void f3(T& val);  //非const左值