std::forward(expr)参数推导

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本文详细解析了C++中forward函数实现的完美转发原理，包括如何通过模板和remove_reference帮助实现左引用和右引用的正确传递，以及在不同引用情况下如何保持原始引用类型。

对于forward，其boost的实现基本可以等价于这样的形式：

template <typename T>
T&& forward(typename remove_reference<T>::type& param)
{
    return static_cast<T&&>(param);
}

那么这里面是如何达到完美转发的呢？

举一个栗子

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

int i = 7;
foo(i);
foo(47);

如上文所述，这里的i是一个左值，于是，我们在void foo(T&& fparam)这里的话，T将会被deduce成int& 然后Param Type为int&。（注意，我这里使用的变量名字为fparam，以便与forward的param进行区分）

那么为什么Param Type会是int&呢？因为按照正常的deduce，我们将会得到

void foo(int& &&fparam);

先前我简单的提到了一句，C++不允许reference to reference，然而事实上，我们却会出现Lvalue reference to Rvalue reference[1], Lvalue reference to Lvalue reference[2], Rvalue reference to Lvalue reference[3], Rvalue reference to Rvalue reference[4]等四种情况，那么针对这样的情况，编译器将会根据引用折叠规则变为一个Single Reference，那么是左值引用还是右值引用呢？其实这个规则很简单，只要有一个是左值引用，那么结果就是左值引用，其余的就是右值引用。于是我们知道了[1][2][3]的结果都是左值引用，只有[4]会是右值引用，而要从

void foo(T&& fparam)

这里T的Universal Reference让fparam拥有右值引用类型，那么则需要保证传递归来的参数为右值才可以，因为若是左值的话，T会deduce成左值引用，结合引用折叠规则，fparam的类型会是左值引用类型。

于是我们现在来看，int& &&这样的情况属于Lvalue reference to Rvalue reference，结果则为左值引用。那么，我们这个时候带入到forward函数来看看，首先是T变为了int&，经过了remove_reference变为了int，结合后面跟上的&，则变为了int&。然后我们再次替换 static_cast和return type的T为int&，都得到了int& &&

int& && forward(int& param)
{
    return static_cast<int& &&>(param);
}

于是再应用引用折叠规则，int& &&都划归为了int&

int& forward(int& param)
{
    return static_cast<int&>(param);
}

于是，我们可以发现我们fparam变量的左值引用类型被保留了下来。这里也需要注意，我们到达forward的时候就已经是左值引用了，所以forward并没有改变什么。

如我们这时候是47这样的右值，我们知道了T会被deduce成int，经过了remove_reference，变为了int，跟上后面的&，成为了int&，然后再次替换static_cast和返回类型的T为int&&

int && forward(int& param)
{
    return static_cast<int&&)(param);
}

于是，我们也可以发现，我们fparam变量的右值引用类型也完美的保留了下来。

更权威和详细的解释楼主可以阅读Effective Modern C++，那是本好书，我也只是把Meyers的观点简要的提炼了一下。

作者：蓝色
链接：https://www.zhihu.com/question/34544004/answer/59104471
来源：知乎
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