C++ 新特性 | C++ 11 | 使用 std::forward 实现完美转发

前言：

std::forward 是 C++ 完美转发(Perfect Forwarding)的核心工具，它与万能引用配合使用，保持参数原始的值类别（左值/右值）。

一、使用 std::forward 实现完美转发

1、源码实现

// 简化后的典型实现
template<typename T>
constexpr T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type& t) noexcept {
    return static_cast<T&&>(t);
}

template<typename T>
constexpr T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type&& t) noexcept {
    static_assert(!std::is_lvalue_reference<T>::value,
                 "Cannot forward an rvalue as an lvalue");
    return static_cast<T&&>(t);
}

2、工作原理

• 类型推导：
  • 当 T 是左值引用（如 int&），T&& 折叠为 int&（引用折叠规则）
  • 当 T 是非引用（如 int），T&& 保持为 int&&
• 转发过程：

  template<typename T>
  void wrapper(T&& arg) {
      // 保持 arg 的原始值类别
      process(std::forward<T>(arg));
  }
  

  • 如果传入左值：T 推导为 X& → forward 返回 X&
  • 如果传入右值：T 推导为 X → forward 返回 X&&
• 与 std::move 的区别：
  • std::move 无条件转为右值
  • std::forward 有条件地保持值类别

3、典型使用场景

template<class T>
void logAndProcess(T&& param) {
    logTime();
    // 完美转发 param 到 process
    process(std::forward<T>(param));
}

// 调用示例
Widget w;
logAndProcess(w);            // 左值调用
logAndProcess(Widget());     // 右值调用

注意：std::forward 本质上是一个有条件的 static_cast，它根据模板参数 T 的类型决定是否保留右值属性。