Was ist std::forward und wie stellt es eine perfekte Weiterleitung für L-Wert- und R-Wert-Referenzen in C sicher?

std::forward: Perfekte Weiterleitung für L-Wert- und R-Wert-Referenzen

Std::forward verstehen

std::forward ist eine C 11-Dienstprogrammfunktion, die eine perfekte Weiterleitung ermöglicht und sicherstellt, dass R-Wert-Referenzen als R-Wert-Referenzen und L-Wert-Referenzen als L-Wert-Referenzen erhalten bleiben. Dies ist besonders nützlich bei der Vorlagenprogrammierung, wo es entscheidend ist, die ursprüngliche Natur des übergebenen Arguments beizubehalten.

Mechanismus von std::forward

Das Missverständnis, dass std: :forward ist im Wesentlichen static_cast kann irreführend sein. std::forward konvertiert den Typ nicht wirklich; Vielmehr wird es durch eine Tabelle definiert, die die geeignete Aktion basierend auf dem weitergeleiteten Typ bestimmt. Hier ist eine Aufschlüsselung des zugrunde liegenden Mechanismus:

• Für L-Wert-Referenzen (T&): std::forward gibt einfach eine Referenz auf das Argument zurück.
• Für R-Wert-Referenzen (T&&): std::forward gibt eine R-Wert-Referenz auf das Argument zurück.
• Für Zeigertypen (T* oder T*&): std:: vorwärts gibt einen Zeiger auf das Argument zurück. Es wird keine Kopie eines Zeigers erstellt.
• Für automatische Referenzen (auto& oder auto&&): std::forward leitet das Argument je nach Typ als L-Wert- oder R-Wert-Referenz weiter Argument wird übergeben.

Perfekte Weiterleitung

Im Kontext der Vorlagenprogrammierung wird std::forward von entscheidender Bedeutung, wenn Sie eine Vorlagenfunktion haben, die ein Generikum akzeptiert Typ und leitet ihn an eine andere Funktion weiter. Das Ziel besteht darin, sicherzustellen, dass das weitergeleitete Argument genauso behandelt wird wie das ursprüngliche Argument.

Betrachten Sie das Beispiel einer Vorlagenfunktion perfectSet, die ein Argument t vom Typ T&& an einen Funktionssatz weiterleitet. Je nachdem, wie perfectSet aufgerufen wird, kann t entweder eine L-Wert-Referenz oder eine R-Wert-Referenz sein. Das gewünschte Verhalten besteht darin, dass set t entsprechend behandelt.

Ohne std::forward müsste der Compiler davon ausgehen, dass t als L-Wert-Referenz übergeben wird, was möglicherweise zum Kopieren von Daten führt. Durch die Verwendung von std::forward weisen wir den Compiler jedoch an, die ursprüngliche Natur von t beizubehalten:

template<class T>
void perfectSet(T&& t) {
    set(std::forward<T>(t));
}

Wenn t eine L-Wert-Referenz ist, gibt std::forward eine L-Wert-Referenz zurück und set tut dies führt seine L-Wert-Referenzüberladung aus, was zum Kopieren von Daten führt. Wenn t jedoch eine R-Wert-Referenz ist, gibt std::forward eine R-Wert-Referenz zurück und set führt seine R-Wert-Referenzüberladung aus, was zu einer Verschiebungsoperation führt.

Lösen der L-Wert/R-Wert-Verwechslung

Die offensichtliche Diskrepanz im Verhalten von std::forward beim Übergeben von thing&& vs thing& mag auf den ersten Blick verwirrend erscheinen. Dies liegt jedoch daran, dass L-Wert-Referenzen und R-Wert-Referenzen in C unterschiedliche Einheiten sind.

• L-Wert-Referenzen (T&): Verweist auf ein vorhandenes Objekt.
• R-Wert-Referenzen (T&&): Bezieht sich auf ein temporäres Objekt, das von einem erstellt wurde Ausdruck.

Um die ursprüngliche Natur beizubehalten, müssen sowohl die Vorlagenfunktion als auch die Empfangsfunktion R-Wert-Referenzen verwenden, wenn sie einen R-Wert akzeptieren. Genau dafür sorgt std::forward und sorgt für eine perfekte Weiterleitung und optimale Performance.

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