std::move()与std::forward()探究

move与forward函数探究

详情参见书《C++ primer》P608-P614

1.std::move()

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#include<type_traits>

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

从上述std::move()代码可以看到，该函数为一个模板。可以接受任何类型的参数，返回传入值的右值引用。

• 函数内容分析

  • typename remove_reference<T>::type中的typename是显式的告诉编译器这是一个类型，因为C++默认通过域作用符访问的名字不是类型。

    • remove_reference在头文件type_traits中，返回T的原始类型，可参考网址。属于模版元编程范围，在编译期执行，非运行期。

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    //在编译期执行 结果都是int类型
    std::remove_reference<int>::type
    std::remove_reference<int&>::type
    std::remove_reference<int&&>::type
    std::remove_reference<const int&>::type
    

  • static_cast 转换成指定的右值引用类型。可以将一个左值强制转换成右值引用。

• 如何工作：

  • 因为参数是一个右值引用类型，所以可以传递一个右值。如 string s1 = std::move(string("hello"))，T就会被推断为string
  • 当传入一个左值时，如string s2 = std::move(s1)，T会被推断为string &，函数参数 t 就会推断为string& &&类型，根据引用折叠规则，t 最终为string &类型。注意，赋值之后s1的值是不确定的。
    • 当将一个左值传递给函数的右值引用参数时，且此右值引用指向为模板类型参数（T&&）时，编译器会推断模板类型参数为实参的左值引用类型

• 模板参数类型的引用折叠：当我们使用类型别名或模板类型参数间接(不能直接)创建一个引用的引用时，会发生折叠。

  • 只有右值引用的右值引用会折叠成右值引用，其他全折叠成左值引用。
  • T& &, T&& &, T& && 都折叠成 T&。
  • T&& && 折叠成 T&&。

• 模版元编程（template metaprogram），是C++中最复杂也是威力最强大的编程范式，它是一种可以创建和操纵程序的程序。

  • 不同于普通的运行期程序，模版元程序的执行完全是在编译期。
  • 模版元程序操纵的数据不能是运行时变量，只能是编译期常量，不可修改。
  • 用到的语法元素也是相当有限，不能使用运行期的一些语法，比如if-else、for等语句都不能用。

2.std::forward()

• 在某些情况下，需要将一个或者多个实参连同类型不变地转发给其他函数，需要保持被转发实参的所有性质，包括是否是const以及是左值还是右值。实现完美转发。
• 必须显示模板实参来调用。

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#include<type_traits>
template <typename T>
T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type& param)
{
    return static_cast<T&&>(param);
}
template <typename T>
T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type&& param)
{
    return static_cast<T&&>(param);
}

• 有两个函数模板，接受左值就返回左值，接受右值就返回右值。

• 当param为左值引用时，调用第一个函数，推导得 T = X& 则T&&展开为X& &&，经过引用折叠后得到X&，将返回左值引用即最后返回static_cast<X&>(param)。

• 当param为左值时，调用第一个函数，T 就是普通（非引用）类型T = X，将返回右值引用即最后返回static_cast<X&&>(param)。此时作用类似std::move()，但与move函数不建议使用原对象不同，可以继续使用。

• 当param是右值引用时，调用第二个函数，此时推到得到T = X&&，则T&&展开为X&& &&，经过引用折叠后得到X&&，将返回右值引用即最后返回static_cast<X&&>(param)。

• 当param是右值时，调用第二个函数，T 就是普通（非引用）类型T = X，将返回右值引用即最后返回static_cast<X&&>(param)。

本文作者：oniisan

本文链接：https://www.cnblogs.com/oniisan/p/moveFunction.html

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