C++ 新特性 | C++ 11 | std::forward、万能引用与完美转发

概述

std::forward是C++11中引入的一个函数模板，用于实现完美转发。它的作用是根据传入的参数，决定将参数以左值引用还是右值引用的方式进行转发。

传统上，当一个左值传递给一个函数时，参数会以左值引用的方式进行传递；当一个右值传递给一个函数时，参数会以右值引用的方式进行传递。完美转发是为了解决传递参数时的临时对象（右值）被强制转换为左值的问题。std::forward实现完美转发主要用于以下场景：提高模板函数参数传递过程的转发效率。

一、std::forward、万能引用与完美转发

1、万能引用

对于形如T&&的变量或者参数，如果T可以进行推导，那么T&&称之为万能引用。换句话说，对于形如T&&的类型来说，其既可以绑定左值，又可以绑定右值，而这个的前提是T需要进行推导。最常见的万能引用方式如以下两种：

函数模板：

template<typename T>
void f(T&& param); // 存在类型推导，param是一个万能引用

auto类型推导：

auto&& var = var1; // 存在类型推导，var是一个万能引用

注意：只有当发生自动类型推断时（例如：函数模板的类型自动推导），T &&才是万能引用。下面一个示例中的&& 并不是一个万能引用，例如：

template<typename T>
void f( T&& param); // 这里T的类型需要推导，所以&&是一个 universal references

template<typename T>
class Test {
   
   
	Test(Test&& rhs);  // Test是一个特定的类型，不需要类型推导，所以&&表示右值引用  
};

2、类型推导

万能引用进行类型推导时需要推导出T&&中的T的真实类型：若传入的参数是一个左值，则T会被推导为左值引用；而如果传入的参数是一个右值，则T会被推导为原生类型（非引用类型）。

对于万能引用来说，条件之一就是类型推导，但是类型推导是万能引用的必要非充分条件，也就是说参数必须被声明为T&&形式不一定是万能引用。示例如下：

template<typename T>
void func(std::vector<T>&& t); // t是右值引用

调用func时会执行类型推导，但是参数t的类型声明的形式并非T &&而是std::vector &&。 之前强调过，万能引用必须是T &&才行，因此，t是一个右值引用，如果尝试将左值传入，编译器将会报错：

std::vector<int> v;
fun(v); // 编译错误，不能将左值绑定到右值

形如const T&&的方式也不是万能引用：

template<typename T>
void f(const T&& t); // t是右值引用

int