C++源码分析完美转发

C++源码分析完美转发

• 完美转发作用：
  • 可以保持实参数据在函数中的左值或者右值类型。

不使用完美转发的后果

• #include
  using namespace std;
  
  // 容器里面元素的类型
  class A
  {
  public:
  	A() {}
  	// 带左值引用参数的赋值函数
  	A& operator=(const A& src)
  	{
  		cout << "operator=&" << endl;
  		return *this;
  	}
  	// 带右值引用参数的赋值函数
  	A& operator=(A&& src)
  	{
  		cout << "operator=(A&&)" << endl;
  		return *this;
  	}
  };
  // 容器的类型
  template
  class Vector
  {
  public:
  	// 引用左值的push_back函数
  	void push_back(const _Ty& val)
  	{
  		mvec[mcur++] = val;
  	}
  	// 引用右值的push_back函数
  	void push_back(_Ty&& val)
  	{
  		// 这里传递val时，要用move转换成右值引用类型，
  		mvec[mcur++] = val;
  	}
  private:
  	enum { VEC_SIZE = 10 };
  	_Ty mvec[VEC_SIZE];
  	int mcur;
  };
  
  int main()
  {
  	Vector vec;
  	A a;
  	vec.push_back(a); // 调用A的左值引用的赋值函数
  	vec.push_back(A()); // 理应调用A的右值引用参数的赋值函数，却调用了左值引用的赋值函数
  	return 0;
  }
  

  ​

• 可见，不使用完美转发，vec.push_back(A()); 理应调用A的右值引用参数的赋值函数，却调用了左值引用的赋值函数

  • 

• 原因：

  • 因为当传递右值给 push_back(_Ty&& val) 函数时
  • 由于 val 是右值引用的形参，它在函数内部被解释为左值引用，因此在函数体内部处理时，它仍然被视为左值。

• 所以避免我们传递的右值引用 失去右值的效果，我们引入了 完美转发

引入完美转发

• 源码：

  • template
    	_NODISCARD constexpr _Ty&& forward(remove_reference_t<_Ty>& _Arg) noexcept
    	{	// forward an lvalue as either an lvalue or an rvalue
    	return (static_cast<_Ty&&>(_Arg));
    	}
    
    template
    	_NODISCARD constexpr _Ty&& forward(remove_reference_t<_Ty>&& _Arg) noexcept
    	{	// forward an rvalue as an rvalue
    	static_assert(!is_lvalue_reference_v<_Ty>, "bad forward call");
    	return (static_cast<_Ty&&>(_Arg));
    	}
    

• 源码实现了两个版本的forward重载函数

  • 左值引用版本的

    • 调用场景

      • 不管传入的是左值右值，形参val都是左值，所以调用的都是forward的左值引用版本

      • 	template
        	_NODISCARD constexpr _Ty&& forward(remove_reference_t<_Ty>& _Arg) noexcept
        	{	// forward an lvalue as either an lvalue or an rvalue
        		cout << "remove_reference_t<_Ty>& _Arg" << endl;
        		return (static_cast<_Ty&&>(_Arg));
        	}
        

        • 如果实参类型是int& + && -> **int&**就保持了实参的左值引用类型
        • 如果实参类型是int&& + && -> **int&&**就保持了实参的右值引用类型。

      • 

  • 右值引用：

    • 只有传入的参数是 右值时，才会调用

      • template
        	_NODISCARD constexpr _Ty&& forward(remove_reference_t<_Ty>&& _Arg) noexcept
        	{	// forward an rvalue as an rvalue
        	static_assert(!is_lvalue_reference_v<_Ty>, "bad forward call");
        	return (static_cast<_Ty&&>(_Arg));
        	}
        

      • 

总结

• 利用完美转发，我们可以可以保持实参数据在函数中的左值或者右值类型，从而达到我们想要的效果