【C++11特性篇】一文带小白轻松理解【万能引用（引用折叠）】＆【完美转发】

YY的秘密代码小屋

发布于 2024-01-23 09:59:51

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一.万能引用

【1】基本概念

万能引用 ：既可以接收左值，又可以接收右值
实参是左值，他就是左值引用（引用折叠）
实参是右值，他就是右值引用
PS：万能引用还有另一种叫法：引用折叠 ，就是当其传入参数为左值时，&&会折叠成&；当传入参数为右值时，&&不折叠照常接收

【2】在C++中的应用场景简述（代码演示）

模板中的 && 不代表右值引用，而是 万能引用 ，其既能接收左值又能接收右值。
模板的万能引用只是提供了能够接收同时接收左值引用和右值引用的能力
但是引用类型的唯一作用就是—— 限制了接收的类型，后续使用中都退化成了左值

void Fun(int& x) { cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int& x) { cout << "const 左值引用" << endl; }

void Fun(int&& x) { cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int&& x) { cout << "const 右值引用" << endl; }

// 万能引用：既可以接收左值，又可以接收右值
// 实参左值，他就是左值引用（引用折叠）
// 实参右值，他就是右值引用
template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{
	Fun(t);
}

int main()
{
 PerfectForward(10);           // 右值
 
 int a;
 PerfectForward(a);     

 return 0;
}

二.完美转发

【1】完美转发应用的引入

根据本篇博客【第四part】中的结论：右值引用变量的属性会被编译器识别成左值

我们希望能够在传递过程中 保持它的左值或者右值的属性, 就需要用到 std::forward 完美转发

【2】基本概念

std::forward 完美转发 在传参的过程中保留 对象原生类型属性，即保持它的左值或者右值的属性

【3】在C++中的应用场景简述（代码演示）

void Fun(int& x) { cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int& x) { cout << "const 左值引用" << endl; }

void Fun(int&& x) { cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int&& x) { cout << "const 右值引用" << endl; }

template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{
    // std::forward<T>(t)在传参的过程中保持了t的原生类型属性
	// 完美转发，t是左值引用，保持左值属性
	// 完美转发，t是右值引用，保持右值属性
    Fun(std::forward<T>(t));
}

int main()
{
 PerfectForward(10);           // 右值
 
 int a;
 PerfectForward(a);     

 return 0;
}

三.完美转发实际中的使用场景

【1】希望传入函数的右值能够保留右值走【移动构造】而不是【拷贝构造】

具体情景演示如下所示：

比如在string的push_back函数中，以往，它是传左值，左值引用调用拷贝构造；
而在C++11中，容器都支持了【移动构造】，所以我们有时会传右值，希望它能够走移动构造
但问题是：右值引用变量的属性会被编译器识别成左值！ 如下图中传到push_back函数中的val已经是左值了，想走匹配的右值引用实现移动构造就成了问题
而我们此时给它用上【完美转发】在传参的过程中保留对象原生类型属性； val的属性仍然保存为右值，就可以正常走右值引用实现移动构造了

四.关于【左值引用】【右值引用】易混淆的知识点

【1】结论：右值引用变量的属性会被编译器识别成左值

右值引用变量的属性会被编译器识别成左值
否则在移动构造的场景下无法完成 资源转移（移动构造），必须要修改

【2】结论的证明（代码演示）

我们可以观察下面代码，证明该结论：

int main()
{
    int a;
	int& r = a;
	int&& rr = move(a);//std::move()函数位于头文件中，该函数名字具有迷惑性，它并不搬移任何东西
	                    //唯一的功能就是将一个左值强制转化为右值引用，然后实现移动语义
	cout << &r << endl;
	cout << &rr << endl;  //我们知道右值不能取地址，不能被修改，而这里都能正常打印
	                     //证明结论：右值引用变量的属性会被编译器识别成左值

 return 0;
}

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原始发表：2023-12-22，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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