当函数接受 T&& 的参数并传递左值时，模板参数 T 是否应该解析为 T&？ [复制]

Question

我正在尝试用 C++ 进行完美转发，因此我编写了以下快速而肮脏的代码来测试这一点。

class CValue
{
public:

    CValue(int i) :
        m_i(i)
    {
        printf("Default constructor called!\r\n");
    }

    CValue(const CValue& src) :
        m_i(src.m_i)
    {
        printf("Copy constructor called!\r\n");
    }

    CValue(CValue&& src) :
        m_i(src.m_i)
    {
        printf("Move constructor called!\r\n");
    }

    CValue& operator=(const CValue& src)
    {
        m_i = src.m_i;
        printf("Copy assignment called!\r\n");
        return *this;
    }

    CValue& operator=(CValue&& src)
    {
        m_i = src.m_i;
        printf("Move assignment called!\r\n");
        return *this;
    }

    int     m_i;
};

template <typename T>
void PerfectForwarding(T&& tValue)
{
    T tValue1 = tValue;
    tValue1.m_i = 10;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    CValue v(0);
    PerfectForwarding(v);

    printf("%d\r\n", v.m_i);

    return 0;
}

当我将此代码作为控制台应用程序构建和运行时，我得到的答案是 10，而我期待的是 0。

好像是这样一行：

T tValue1 = tValue;

在PerfectForwarding函数中被解析为：

CValue& tValue1 = tValue;

代替：

CValue tValue1 = tValue;

所以编译器将 T 解析为 CValue&，这是我没想到的。

我尝试通过显式声明模板参数类型来从 _tmain 调用函数，即

PerfectForwarding<CValue>(v);

但是编译失败并出现以下错误：

error C2664: 'void PerfectForwarding<CValue>(T &&)' : cannot convert
              argument 1 from 'CValue' to 'CValue &&'
              with
              [
                  T=CValue
              ]
You cannot bind an lvalue to an rvalue reference

我可以通过将 PerfectForwarding 函数中的行更改为以下内容来强制执行所需的行为：

typename std::remove_reference<T>::type tValue1 = tValue;

但我认为这没有必要。通过引用折叠规则，参数 (T&&) 的类型应该变为 CValue&（如 T&& & -> T&），但 T 本身应该只是 CValue，确定吗？这是 VC12 编译器处理右值引用的错误，还是我误解了右值引用和模板？

我在调试中使用 Visual Studio 2013（VC12 编译器）并关闭所有优化。

Answer 1

当编译器只看到T&& 时，它会尝试将T 推导出为允许用你给它的任何东西调用函数的东西。因此，当使用左值调用时，T 最终成为 Cvalue&，因此引用折叠（正如您所指出的）可以启动。

当您尝试转发参数时，这很重要。 std::forward<T>(v) 将根据 T 的内容将参数作为左值或右值转发。如果它已经被推导出为左值引用，它将作为左值转发，如果没有，它将作为右值转发。 T 类型是唯一的区别。

根据引用折叠规则，参数 (T&&) 的类型应该变成 CValue&（如 T&& & -> T&），但 T 本身应该只是 CValue，确定吗？
如果用左值调用它会转到(T&& v)“好吧，我不能将右值引用绑定到左值，但如果我让T 本身成为左值引用，那么这行得通。” T 被推导出为 Cvalue&，因此 (T&& v) 扩展为 (Cvalue& && v)。现在引用已折叠(Cvalue& v)。 T 类型必须是左值引用类型才能使其工作。

如果您明确提供模板参数，那么您并没有真正解决问题。解决此问题的第一种方法是您找到的remove_reference。你也可以使用auto，这更有意义，因为这是通用编程

auto tValue1 = tValue;

在任何情况下，auto 都不会推断为引用。对于您提供的内容，最好使用可以绑定到左值和右值的const 左值引用。

template <typename T>
void PerfectForwarding(const T& tValue)
{
    T tValue1 = tValue;
    tValue1.m_i = 10;
}

这不允许转发，但无论如何它都不是转发功能。

如果你想以不同的方式处理左值，你可以提供两个重载

template <typename T>
void PerfectForwarding(T& tValue);

template <typename T>
void PerfectForwarding(T&& tValue);

当使用左值调用时，前者将是首选。

Answer 2

行为是正确的。当参数为左值时，通过推导类型的左值引用来实现完美转发。

你说的是

根据引用折叠规则，参数的类型（T&&）应该变成CValue&（如T&& & -> T&），但T 本身应该只是CValue，确定吗？

但是如果T 只是CValue，那么T&& & 中的& 又会从何而来？ T&& 用作转发引用的全部原因是T 成为左值引用，在您的情况下为CValue&，然后引用折叠得到T && -> CValue & && -> CValue &。

标准的相关部分是C++11 14.8.2.1/3（P是函数模板参数类型，A是调用中的参数类型，定义在14.8.2.1/1 ):

如果 P 是 cv 限定类型，则在类型推导中忽略 P 类型的顶级 cv 限定符。如果P 是 引用类型，P引用的类型用于类型推导。 如果P 是对不合格 cv 的右值引用 模板形参且实参为左值，类型“lvalue reference to A”用于 A 用于类型推导的地方。

（强调我的）

Answer 3

编译器做正确的事。在一行像

template<typename T>
void f(T&& param){}

T 如果您传递左值，则被推断为引用，如果您传递右值，则被推断为简单类型。所以int x; f(x); 将T 推导出为int&，而f(1) 将T 推导为int。

这就是完美转发的工作原理。基本上，您有以下参考折叠规则：

& &   -> &
& &&  -> &
&& &  -> &
&& && -> &&

另见

Syntax for universal references

了解更多详情。