通用参考左值不复制对象

Question

为什么这些断言适用于以下代码？通用引用应该绑定到左值引用run(T& a)，并从a 复制一个对象b。但是，run() 函数中的两个对象地址“a”和“b”是相同的。使用 C++11/14/17/2a gcc-9.2 和 clang++-6.0 测试。标准的哪一部分说这是有效的？没有找到任何相关的东西。

#include <cassert>
#include <utility>

template <typename T>
void run(T&& a)
{
  T b {std::forward<T>(a)};
  ++b;
  assert(b == a);
  assert(&a == &b);
}

int main()
{
  int value {10};
  run(value); // asserts work, not expected
  // run(std::move(value)); // the asserts don't work as expected
}

Answer 1

但是，run() 函数中的两个对象地址“a”和“b”是相同的。

当被传递一个左值时，T 是deduced 作为左值引用，即int&。 （int& &&collapses 到int&，所以函数参数a 的类型是int&。）然后b 被声明为a 的引用绑定。

当被传递一个右值时，T 被推导出为int。 （所以函数参数a的类型是int&&。）然后b被声明为从a复制的自变量。

Answer 2

在run(value)中，value是一个左值，需要和T&&匹配。左值不能绑定到右值引用，所以T = int 和T = int&& 不会这样做，就像T&& = int&& 一样。唯一有效的是T = int&。由于引用折叠，对左值引用的右值引用是左值引用，所以run 的实例化如下：

template<>
void run<int&>(int &a) {
    int &b{a}; // expanding std::forward
    ++b;
    assert(b == a);
    assert(&b == &a);
}

显然，断言总是通过。现在，对于run(std::move(value))，参数确实是一个右值，你得到T = int。那么

template<>
void run<int>(int &&a) {
    int b{std::move(a)};
    ++b;
    assert(b == a);
    assert(&b == &a);
}

这当然失败了。也许你应该更换

T b{std::forward<T>(a)};

与

std::decay_t<T> b{std::forward<T>(a)};

这将从T 中删除引用（确保b 是一个新的（复制/移动的）对象）并处理数组和函数（通过使b 成为指针，即使a 不是）。

怀疑你需要它们，但是[temp.deduct.call]/3 谈到了转发引用的模板推导，[dcl.init.list]/3.9 说列表初始化引用只是将它绑定到初始化列表的元素。还有[forward]，好吧，解释std::forward<T>。基本上，如果T 是一个左值引用，那么std::forward<T>(x) 就是一个左值，否则就是一个xvalue（一种右值）。 （基本上是有条件的std::move。）