std::forward 和复制构造函数

Question

最近开始学习C++。我对 std::forward 有左值引用和右值引用的问题。据我了解，以下代码中的 Func(mc) 假设调用 Func(T& t) 因为模板参数推导规则。并且应该在函数内部调用 MyClass 的复制构造函数，并带有一条消息 "copy constructor"。但是当我运行程序时我无法得到它。我检查了带有右值引用和复制构造函数的 std::forwad 在其他行中是否运行良好。请帮助我理解代码中发生的事情。如果我容易犯错误或误解，很抱歉占用您的时间。非常感谢。

class MyClass {
public:
    MyClass() { printf("constructor.\n"); };
    MyClass(MyClass&) { printf("copy constructor.\n"); };
    MyClass(const MyClass&) { printf("const copy constructor.\n"); };
    MyClass(MyClass&&) { printf("move constructor.\n"); };
    int val = 3;
};

template <typename T>
void Func(T&& t) {
    T new_t_(std::forward<T>(t));
    new_t_.val *= 2;
};

main() {
    MyClass mc;
    Func(mc);  // lvalue <- Func(T&)
    Func(MyClass());  // rsvalue <- Func(T&&)
    printf("mc.val=%d\n", mc.val); // this is for check

    MyClass mc2(mc);  // this is for check of copy constructor
}

当我运行程序跟随时的输出，

constructor.
constructor.
move constructor.
mc.val=6
copy constructor.

我认为第一条和第二条 "constructor" 消息之间应该有 "copy constructor"。

再次感谢您。

Answer 1

Func(mc);

此调用会将 T 推断为 MyClass&。注意引用。这是由于 C++ 中引入了完美转发的方式：一个 转发引用 例如 Func 的 T&& 函数参数将被推断为左值如果相应的函数参数是左值表达式，则引用；否则（对于 xvalues 和 prvalues）它不会被推断为引用类型。

然后，为 T 推导的类型将与函数参数 T&& t 中的 && 进行引用折叠，以形成最终的函数参数类型。在Func(mc)、T == MyClass&的情况下，函数参数变为MyClass& &&，折叠为MyClass&。

因为T == MyClass&，局部变量new_t_的声明在这种情况下会声明一个引用。不会创建新对象：

template <>
void Func<MyClass&>(MyClass& t) {
    MyClass& new_t_(std::forward<MyClass&>(t));
    new_t_.val *= 2;
}

Func(MyClass());

这里，函数参数是纯右值表达式MyClass()。 T 将推导为 MyClass（无引用）。生成的函数模板实例化如下所示：

template <>
void Func<MyClass>(MyClass&& t) {
    MyClass new_t_(std::forward<MyClass>(t));
    new_t_.val *= 2;
}

如果您想 copy/move 将函数参数转换为局部变量，可以使用 std::decay 元函数 - 或者，更具体地针对 OP 的问题，std::remove_reference 元函数。例如

template <typename T>
void Func(T&& t) {
    using DT = typename std::decay<T>::type;
    DT new_t_(std::forward<T>(t));
    new_t_.val *= 2;
}

std::forward 和复制构造函数

std::forward and copy constructor

c++

templates

perfect-forwarding

c++11