为什么我的 forward_ 函数不适用于右值？

Question

我已经了解std::move 的工作原理，并实现了我自己的版本，仅供练习。现在我想了解std::forward 的工作原理：

到目前为止我已经实现了这个：

#include <iostream>


template <typename T>
T&& forward_(T&& x)
{
    return static_cast<T&&>(x);
}


/*template <typename T>
T&& forward_(T& x)
{
    return static_cast<T&&>(x);
}*/

void incr(int& i)
{
    ++i;
}

void incr2(int x)
{
    ++x;
}

void incr3(int&& x)
{
    ++x;
}

template <typename T, typename F>
void call(T&& a, F func)
{
    func(forward_<T>(a));
}


int main()
{

    int i = 10;
    std::cout << i << '\n';
    call(i, incr);
    std::cout << i << '\n';

    call(i, incr2);
    std::cout << i << '\n';

    call(0, incr3); // Error: cannot bind rvalue reference of type int&& to lvalue of type int.

    std::cout << "\ndone!\n";
}

为什么我必须提供采用左值引用的重载forward(T&) 版本？据我了解，转发引用可以根据其参数的类型产生左值或右值。因此，将右值文字0 传递给call 以及采用int&& 类型的右值引用的incr3 函数通常不需要forward<T>(T&)？！

• 如果我取消注释 forward_(T&) 版本，它可以正常工作！？

• 我仍然很困惑：为什么如果我只使用forward_(T&) 版本，它是否适用于任何价值类别？那么让那个转发引用forward_(T&&)有什么意义呢？

• 如果我取消注释将左值引用引用到T& 的版本和转发引用T&& 的版本，那么代码工作正常，我在两者中添加了一些消息以检查调用了哪个。结果是 T&& 从未调用过的那个！

    template <typename T>
    T&& forward_(T& x)
    {
        std::cout << "forward_(T&)\n";
        return static_cast<T&&>(x);
    }
  
    template <typename T>
    T&& forward_(T&& x)
    {
        std::cout << "forward_(T&&)\n";
        return static_cast<T&&>(x);
    }
  

• 我的意思是在上面显示的驱动程序中运行相同的代码。

Answer 1

如果您手动指定T（而不是让编译器推断它），T&& 引用将不再是转发引用。如果T 不是左值引用，那么T&& 是右值引用并且不会接受左值。

比如你做forward_<int>(...)，那么参数就是一个右值引用，...只能是一个右值。

但是如果你做forward_(...)，那么参数是一个转发引用，...可以有任何值类别。 （不过，这样称呼它是没有意义的，因为forward_(x) 将与x 本身具有相同的值类别。）

Answer 2

你很清楚为什么有两个版本的std::forward；一个采用对类型参数T& 的左值引用，另一个采用对类型参数的通用引用（转发）。 T&&.

在您的情况下，您在函数模板call 内部使用forward_，该模板也具有转发引用。问题是即使使用右值调用的函数call 也总是使用forward_ 作为左值，因为call 无法在没有对象（参数）的情况下传递其参数。请记住，即使它是从 r 值初始化的，对象的名称也是 lvlaue。这就是为什么在您的示例中总是调用forward_(T&)。

• 现在你问为什么有第二个版本的转发引用？ 它非常简单，您可能已经猜到了：它用于 r 值（这些值不是这些对象的名称）。

这是一个例子：

template <typename T>
T&& forward_(T& x)
{
    std::cout << "forward_(T&)\n";
    return static_cast<T&&>(x);
}

template <typename T>
T&& forward_(T&& x)
{
    std::cout << "forward_(T&&)\n";
    return static_cast<T&&>(x);
}

int main()
{

    int i = 10;
    forward_(i); // forward(T&)  (1)
    forward_(5); // forward(T&&) (2)
    forward_("Hi"); // forward(T&) (3)
}