我可以通常/总是使用 std::forward 而不是 std::move 吗？

Question

我一直在观看 Scott Meyers 在 C++ 和 Beyond 2012 会议上的talk on Universal References，到目前为止一切都很有意义。然而，一位观众在大约 50 分钟时提出了一个我也想知道的问题。 Meyers 说他不关心答案，因为它不习惯用语并且会让他觉得很傻，但我仍然感兴趣。

呈现的代码如下：

// Typical function bodies with overloading:
void doWork(const Widget& param)   // copy
{
  // ops and exprs using param
}
void doWork(Widget&& param)        // move
{
  // ops and exprs using std::move(param)
}

// Typical function implementations with universal reference:
template <typename T>
void doWork(T&& param)             // forward => copy and move
{
  // ops and exprs using std::forward<T>(param)
}

关键是当我们获取一个右值引用时，我们知道我们有一个右值，所以我们应该std::move 它来保留它是一个右值的事实。当我们采用通用引用（T&&，其中T 是推导类型）时，我们希望std::forward 保留它可能是左值或右值的事实。

所以问题是：既然std::forward 保留了传递给函数的值是左值还是右值，而std::move 只是将其参数转换为右值，我们可以在任何地方都使用std::forward 吗？在我们使用 std::move 的所有情况下，std::forward 的行为会像 std::move 一样吗，还是 Meyers 的概括遗漏了一些重要的行为差异？

我并不是建议任何人都应该这样做，因为正如 Meyers 正确所说，它完全不习惯，但以下也是 std::move 的有效用法：

void doWork(Widget&& param)         // move
{
  // ops and exprs using std::forward<Widget>(param)
}

Answer 1

两者是非常不同且互补的工具。

• std::move推导出参数并无条件地创建一个右值表达式。这适用于实际的对象或变量是有意义的。

• std::forward 接受一个强制模板参数（你必须指定这个！）并根据类型神奇地创建一个左值或右值表达式（通过添加&& 和折叠规则）。这仅适用于推导的模板化函数参数。

也许下面的例子能更好地说明这一点：

#include <utility>
#include <memory>
#include <vector>
#include "foo.hpp"

std::vector<std::unique_ptr<Foo>> v;

template <typename T, typename ...Args>
std::unique_ptr<T> make_unique(Args &&... args)
{
    return std::unique_ptr<T>(new T(std::forward<Args>(args)...));  // #1
}

int main()
{
    {
        std::unique_ptr<Foo> p(new Foo('a', true, Bar(1,2,3)));
        v.push_back(std::move(p));                                  // #2
    }

    {
        v.push_back(make_unique<Foo>('b', false, Bar(5,6,7)));      // #3
    }

    {
        Bar b(4,5,6);
        char c = 'x';
        v.push_back(make_unique<Foo>(c, b.ready(), b));             // #4
    }
}

在情况 #2 中，我们有一个现有的具体对象p，我们想无条件地离开它。只有std::move 有意义。这里没有什么可以“转发”的。我们有一个命名变量，我们想从它移开。

另一方面，情况 #1 接受任何类型的参数列表，并且每个参数都需要作为与原始调用中相同的值类别进行转发。例如，在#3 中，参数是临时表达式，因此它们将作为右值转发。但我们也可以在构造函数调用中混合命名对象，如情况 #4，然后我们需要作为左值转发。

Answer 2

是的，如果param是Widget&&，那么下面三个表达式是等价的（假设Widget不是引用类型）：

std::move(param)
std::forward<Widget>(param)
static_cast<Widget&&>(param)

一般情况下（当Widget 可能是引用时），std::move(param) 等价于以下两个表达式：

std::forward<std::remove_reference<Widget>::type>(param)
static_cast<std::remove_reference<Widget>::type&&>(param)

请注意std::move 用于移动物品要好得多。 std::forward的重点在于它与模板类型推演规则很好的融合：

template<typename T>
void foo(T&& t) {
    std::forward<T>(t);
    std::move(t);
}

int main() {
    int a{};
    int const b{};
               //Deduced T   Signature    Result of `forward<T>` Result of `move`
    foo(a);    //int&        foo(int&)       lvalue int          xvalue int
    foo(b);    //int const&  foo(int const&) lvalue int const    xvalue int const
    foo(int{});//int         foo(int&&)      xvalue int          xvalue int
}