C++多次转发一个引用：先复制再移动

Question

考虑以下代码，其中相同的引用被转发两次到一个基 class 并在那里用于构造一个元组：

template<typename ... Ts>
struct Base
{
    template<typename ... _Ts>
    Base(_Ts&& ... ts) : tup{std::forward<_Ts>(ts) ...} {}

    std::tuple <Ts ...> tup;
};

template<typename T>
struct Derived : public Base<T, T>
{
    template<typename _T>
    Derived(_T&& t) : Base<T, T>{t, std::forward<_T>(t)} {}
};

首先调用 Derived 中的基础 class 构造函数作为 Base<T, T>{t, std::forward<_T>(t)} 然后调用使用 tup{std::forward<Ts>(ts)...} 的元组构造函数有以下原因：

当 t 是右值引用时，第一个元组参数应传递一个左值引用给 t，因此通过 t 的副本构造，而第二个元组参数元组元素应该得到一个右值引用，因此，如果可能的话，使用一个移动来构建。

这种方法似乎得到了关于 SO 的几个问题和答案的支持（例如 here, here and here），这些问题和答案表明 braced-init 列表对其参数执行从左到右的评估。

但是，当我在一个简单示例中使用上述代码时，实际行为（始终）与我预期的相反：

struct A
{
    A() = default;
    A(A const& other) : vec(other.vec) { std::cout<<"copy"<<std::endl; }
    A(A && other) : vec(std::move(other.vec)) { std::cout<<"move"<<std::endl; }

    std::vector<int> vec = std::vector<int>(100);
};

int main()
{
    Derived<A> d(A{});  //prints first "move", then "copy"

    std::cout<<std::get<0>(d.tup).vec.size()<<std::endl;  //prints 0
    std::cout<<std::get<1>(d.tup).vec.size()<<std::endl;  //prints 100
}

这里是the example using gcc on Coliru。（gcc 编译器显然在这方面有过一次错误，但已经过去两年了，应该不再是问题了。）

问题：

这里的实施或假设我哪里错了？
如何固定上述代码以按预期运行：先复制 -- 然后移动？

Answer 1

我不确定对象初始化的操作顺序是否重要。由于完美转发，在调用 std::tuple 构造函数之前，实际上不会进行任何复制或移动（即仅传递左值引用和右值引用）。并且，到那时，它取决于 std::tuple 的实现细节。

考虑是否使用以下 my_tup 结构而不是 std::tuple：

template<typename T1, typename T2>
struct my_tup
{
    template <typename A, typename B>
    my_tup(A&& a, B&& b) 
        : t1(std::forward<A>(a)), t2(std::forward<B>(b))
    {
    }

    T1 t1;
    T2 t2;
};

这会按预期打印 "copy"，然后是 "move" (coliru)。但是如果你有：

template<typename T1, typename T2>
struct my_tup
{
    template <typename A, typename B>
    my_tup(A&& a, B&& b) 
        : t2(std::forward<B>(b)), t1(std::forward<A>(a))
    {
    }

    T2 t2;
    T1 t1;
};

然后打印 "move"，然后打印 "copy"，就像 std::tuple 那样 (coliru)。

可能由于可变参数模板的扩展方式，std::tuple 必须以从右到左的方式处理参数。我不确定这是依赖于实现还是在规范中指定。

Answer 2

您应该明确地进行复制，否则您将传递一个稍后由复制使用的引用（但是，使用别名，可能已被移动）：

template<typename U>
struct Derived : public Base<U, U>
{
    template<typename T>
    Derived(T&& t) : Base<U, U>{T(t), std::forward<T>(t)} {}
};

Demo

C++多次转发一个引用：先复制再移动

C++ multiple forwarding of one reference: first copy and then move

c++

operator-precedence

c++11

stdtuple

list-initialization