了解完美转发和可变参数模板的片段答案

【问题标题】：Understanding a snippet of perfect forwarding & variadic template了解完美转发和可变参数模板的片段
【发布时间】：2014-09-22 07:53:54
【问题描述】：

我从this answer 看到了一个sn-p 这段代码，我似乎无法理解模板和类型名的排列如何创建main() 中显示的最终函数调用。

特别是可变参数模板模板的排列和 std::forward 的使用让我感到困惑。

任何人都可以分解这段代码以便我更好地理解它吗？

#include <utility>

template <template <typename...> class TemplateClass, typename... Args>
TemplateClass<Args...> make(Args&&... args)
{
    return TemplateClass<Args...>(std::forward<Args>(args)...);
}

int main() 
{
  make<std::pair>(1, 2);
}

任何帮助将不胜感激。

【问题讨论】：

相关：stackoverflow.com/q/3582001
如果删除所有... 是否更有意义？有时更容易理解这些示例是删除“可变参数”部分，然后将它们添加回来（它们将细节添加到需要扩展的内容和位置）。

标签： c++ templates typedef variadic-templates perfect-forwarding

【解决方案1】：

这是一个带有模板的函数模板template-parameter：

template <template <typename, typename> class TT>
TT<int, double>
make(int i, double d)
{
    return TT<int, double>(i, d);
}

您指定一个具有两个类型参数的类或别名模板，此函数将使用此模板的特化，使用int 和double 作为模板参数创建。例如：

make< std::pair >(42, 4.2);

这会返回一个std::pair<int, double>。

我们现在可以“模板化”这个函数的（函数）参数：

template <template <typename, typename> class TT, typename Arg0, typename Arg1>
TT<Arg0, Arg1>
make(Arg0 a0, Arg1 a1)
{
    return TT<A0, A1>(a0, a1);
}

模板参数Arg0 和Arg1 旨在从用于调用函数的（函数）参数的类型推导出来：

int i = 42;
double d = 4.2;
make< std::pair >(i, d); // returns a `std::pair<int, double>`

对于更复杂的数据类型，我们可能希望使用完美转发：

make< std::pair >( 42, std::vector<int>(1000) );

这将返回一个std::pair<int, std::vector<int>>。 make 的上述定义会将通过std::vector<int>(1000) 创建的临时向量移动到第二个函数参数中。但是，它会从那里复制到通过TT<A0, A1>(a0, a1) 创建的对象中。

我们可以改变make的定义来实现完美转发：

template <template <typename, typename> class TT, typename Arg0, typename Arg1>
TT<Arg0, Arg1>
make(Arg0&& a0, Arg1&& a1)
{
    return TT<A0, A1>(std::forward<A0>(a0), std::forward<A1>(a1));
}

通过std::vector<int>(1000) 创建的临时向量将被移动到返回语句中创建的对象中。

现在，我们可以将这个函数模板泛化为 N 个参数；模板 template-parameter 也必须被泛化，以便您可以传递任何带有一些类型参数的类或别名模板。

template <template <typename...> class TemplateClass, typename... Args>
TemplateClass<Args...> make(Args&&... args)
{
    return TemplateClass<Args...>(std::forward<Args>(args)...);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

逐行分解代码

template <template <typename...> class TemplateClass, typename... Args>

TemplateClass 本身就是一个需要可变模板参数的模板。如果没有可变参数部分，对于单个参数，这可能看起来像 template <typename> class TemplateClass，对于两个参数，可能看起来像 template <typename, typename> class TemplateClass。 Args 是这个函数模板make 的可变参数模板参数。

TemplateClass<Args...> make(Args&&... args)

返回类型为TemplateClass<Args...>，从原始模板参数到模板函数，并使用原始模板的可变参数Args 定义。 make 采用称为 args 的可变参数包，通常被称为“通用引用”（&&，在这种情况下最终可能是也可能不是右值引用）。

{
    return TemplateClass<Args...>(std::forward<Args>(args)...);
}

返回类型的对象是使用构造函数创建的，该构造函数接受最初提供给函数的所有参数。

完美转发用于确保为最初收到的每个参数维护值类别。 ... 扩展了它左侧的内容，因此对于参数包中的每个参数，应用 std::forward（这是必需的，因为 std::forward 只接受一个参数。

perfect forwarding 是如何工作的？

简而言之，引用折叠和static_cast 的组合。基本上，如果参数是左值引用，std::forward 的返回类型也是左值引用。如果是右值引用，则返回类型是右值引用（类似于std::move 的结果）。

"universal references"（或“转发引用”）如何工作？

它们为std::forward 和类似功能的机制提供动力，例如本例中的make。另一个例子是标准库中的std::make_shared 函数。它们之所以如此命名，是因为它们可以绑定到“任何”引用（& 和 &&），因为 C++11 中引入了引用折叠规则。

【讨论】：