为什么 std::forward return static_cast<T&&> 而不是 static_cast<T>？

Question

让我们有一个名为 Y 的函数重载：

void Y(int& lvalue)
{ cout << "lvalue!" << endl; }

void Y(int&& rvalue)
{ cout << "rvalue!" << endl; }

现在，让我们定义一个模板函数，其作用类似于 std::forward

template<class T>
void f(T&& x)
{
   Y( static_cast<T&&>(x) );   // Using static_cast<T&&>(x) like in std::forward
}

现在看main()

int main()
{
   int i = 10;

   f(i);       // lvalue >> T = int&
   f(10);      // rvalue >> T = int&&
}

正如预期的那样，输出是

lvalue!
rvalue!

现在回到模板函数 f() 并将 static_cast<T&&>(x) 替换为 static_cast<T>(x)。让我们看看输出：

lvalue!
rvalue!

一样的！为什么？如果它们相同，那么为什么 std::forward<> returns 从 x 转换为 T&&？

Answer 1

左值与右值分类保持不变，但效果却大不相同（并且值类别确实发生了变化 - 尽管在您的示例中不是以可观察的方式）。让我们回顾一下这四种情况：

template<class T>
void f(T&& x)
{
    Y(static_cast<T&&>(x));
}

template<class T>
void g(T&& x)
{
    Y(static_cast<T>(x));
}

如果我们用左值调用 f，T 将推断为某些 X&，因此转换引用崩溃 X& && ==> X&，所以我们最终得到相同的结果左值，没有任何变化。

如果我们用右值调用 f，T 将推断为某些 X，因此转换只是将 x 转换为对 [=18= 的右值引用], 所以它变成了一个右值（具体来说，一个 xvalue）。

如果我们用左值调用 g，所有相同的事情都会发生。没有必要折叠引用，因为我们只是使用 T == X&，但转换仍然是空操作，我们仍然得到相同的左值。

但是如果我们用右值调用g，我们有static_cast<T>(x)，它将复制x。该副本是一个右值（正如您的测试所验证的那样 - 除了现在它是一个纯右值而不是一个 xvalue），但它充其量是一个额外的，不必要的副本并且会是编译失败（如果 T 是可移动但不可复制的）在最坏的情况下。使用 static_cast<T&&>(x)，我们正在转换为不调用副本的引用。

这就是我们 T&& 的原因。

为什么 std::forward return static_cast<T&&> 而不是 static_cast<T>？

Why does std::forward return static_cast<T&&> and not static_cast<T>?

c++

rvalue

static-cast

c++11

forwarding-reference