通用引用参数使用了两次

Question

我希望围绕 std::make_pair 创建一个包装器，它接受一个参数并使用该参数构成该对的第一个和第二个成员。此外，我希望利用移动语义。

天真地，我们可以写（为清楚起见忽略 return 类型），

template <typename T>
void foo(T&& t)
{
  std::make_pair(std::forward<T>(t),
                 std::forward<T>(t));
}

但这不太可能达到我们想要的效果。

我们要的是：

在使用 (const) 左值引用参数调用 foo 的情况下，我们应该将该 (const) 引用传递给 std::make_pair 两个参数都未修改。
在使用右值引用参数调用 foo 的情况下，我们应该复制引用的对象，然后使用原始右值引用以及对新创建对象的右值引用调用 std::make_pair。

到目前为止我想出的是：

template <typename T>
T forward_or_duplicate(T t)
{
  return t;
}

template <typename T>
void foo(T&& t)
{
  std::make_pair(std::forward<T>(t),
                 forward_or_duplicate<T>(t));
}

但我有理由相信这是错误的。

所以，问题：

这个有用吗？我怀疑不是因为如果使用右值引用调用 foo()，那么在构造按值传递给 forward_or_duplicate() 的 T 时将调用 T 的移动构造函数（如果它存在），从而破坏 t.
即使它有效，它是最优的吗？同样，我怀疑当 returning t from forward_or_duplicate().
这似乎是一个常见问题。有惯用的解决方案吗？

Answer 1

So, questions:

Does this work? I suspect not in that if foo() is called with an rvalue reference then T's move constructor (if it exists) will be called when constructing the T passed by value to forward_or_duplicate(), thus destroying t.

不是，foo中的t是左值，所以构造T传值给 forward_or_duplicate() 从 t 调用复制构造函数。

Even if it does work, is it optimal? Again, I suspect not in that T's copy constructor will be called when returning t from forward_or_duplicate().

不，t 是一个函数参数，所以 return 隐式移动，而不是复制。

也就是说，这个版本会更高效、更安全：

template <typename T>
T forward_or_duplicate(std::remove_reference_t<T>& t)
{
  return t;
}

如果 T 是一个左值引用，这将导致与以前相同的签名。如果 T 不是引用，这可以为您节省一步。此外，它将 T 放入非推导上下文中，这样您就不会忘记指定它。

Answer 2

您的确切代码有效。它的细微变化（即，不调用 make_pair 而是调用其他一些函数）会导致未指定的结果。即使它看起来有效，远离这行代码的细微变化（在本地是正确的）也可能会破坏它。

您的解决方案不是最优的，因为它可以复制 T 两次，即使它可以工作，但只需要复制一次。

这是迄今为止最简单的解决方案。它没有修复由其他地方的代码更改引起的细微中断，但如果你真的在调用 make_pair 那不是问题：

template <typename T>
void foo(T&& t) {
  std::make_pair(std::forward<T>(t),
             static_cast<T>(t));
}

static_cast<T>(t) 对于推导类型 T&& 如果 T&& 是左值，则为 noop，如果 T&& 为右值，则为副本。

当然，static_cast<T&&>(t)也可以用来代替std::forward<T>(t)，但人家也不会那样做。

我经常这样做：

template <typename T>
void foo(T&& t) {
  T t2 = t;
  std::make_pair(std::forward<T>(t),
             std::forward<T>(t2));
}

但这阻止了理论上的省略机会（此处不会发生）。

一般来说，在与 static_cast<T>(t) 相同的函数调用上调用 std::forward<T>(t) 或任何等效的复制或转发函数是一个坏主意。未指定评估参数的顺序，因此如果使用 std::forward<T>(t) 的参数不是 T&& 类型，并且其构造函数看到右值 T 并将状态移出它，则static_cast<T>(t) 可以在 t 的状态被删除后计算。

这不会发生在这里：

template <typename T> void foo(T&& t) { T t2 = t; std::make_pair(std::forward<T>(t), std::forward<T>(t2)); }

因为我们将复制或转发移动到不同的行，在那里我们初始化 t2。

虽然T t2=t;看起来总是复制，但如果T&&是左值引用，T也是左值引用，而int& t2 = t;不会复制。

通用引用参数使用了两次

Universal reference argument used twice

c++

perfect-forwarding

c++11