C++ 新特性 | C++ 11 | 引用折叠机制

前言：

引用折叠是C++11引入的类型推导规则，用于处理多重引用嵌套的情况，是现代C++模板编程的重要基础机制。

一、引用折叠机制

1、基本规则

在 C++ 中，当使用万能引用（universal reference，即 T&&）时，模板参数 T 的推导规则如下：

• 如果传入的是左值（lvalue）或左值引用（lvalue reference）：
  • T 会被推导为 左值引用类型（即 T&）。
  • 因此，T&& 会按照引用折叠规则变成 T& &&，折叠后仍然是 T&（左值引用）。
• 如果传入的是右值（rvalue）或右值引用（rvalue reference）：
  • T 会被推导为 非引用类型（即 T）。
  • 因此，T&& 保持为 T&&（右值引用）。

具体推导示例：

template <typename T>
void foo(T&& arg) {
    // ...
}

int x = 42;
const int y = 10;

foo(x);  // x 是左值，T 推导为 int&，arg 类型是 int&
foo(y);  // y 是 const 左值，T 推导为 const int&，arg 类型是 const int&
foo(100); // 100 是右值，T 推导为 int，arg 类型是 int&&

2、引用折叠规则

在模板推导或 auto&& 场景下，引用折叠规则如下：

• T& & → T&
• T& && → T&
• T&& & → T&
• T&& && → T&&

关键点：

• 万能引用 T&& 只有在模板推导或 auto&& 时才是“万能”的（即可以绑定左值或右值）。
• 如果 T 是具体类型（如 int&&），则只是普通的右值引用，不能绑定左值。

记忆口诀：只有"双右得右"，其他情况都折叠为左值引用。

3、核心作用

• 使万能引用(Universal Reference)成为可能
• 支持完美转发(Perfect Forwarding)的实现
• 保证模板类型推导的正确性

4、应用场景

• 模板函数参数推导

template<typename T>
void func(T&& arg) {  // T&&会根据传入参数折叠
    // arg可能是左值或右值引用
}

• auto类型推导

auto&& x = getValue();  // x类型由getValue()返回值决定

• typedef/using类型别名组合

using LRef = int&;
using RRef = int&&;
LRef&& r1 = ...;  // 折叠为int&

引用折叠机制是理解现代C++移动语义、完美转发等特性的关键基础，它使得模板能够更智能地处理各种引用情况。