什么是 std::forward 以及它如何确保 C 中左值和右值引用的完美转发？

std::forward：左值和右值引用的完美转发

理解 std::forward

std::forward 是一个 C 11 实用函数，可以完美转发，确保右值引用保留为右值引用，左值引用保留为左值引用。这在模板编程中特别有用，因为保持传递参数的原始性质至关重要。

std::forward 的机制

std: 的误解： :forward 本质上是 static_cast可能会产生误导。 std::forward 实际上并不转换类型；相反，它是由一个表定义的，该表根据转发的类型确定适当的操作。以下是底层机制的细分：

• 对于左值引用 (T&)： std::forward 仅返回对参数的引用。
• 对于右值引用 (T&&): std::forward 返回对
• 对于指针类型（T* 或 T*&）： std::forward 返回指向参数的指针。不会创建指针的副本。
• 对于自动引用（auto& 或 auto&&）： std::forward 将参数作为左值或右值引用转发，具体取决于参数的类型参数正在传递。

完美转发

在模板编程的上下文中，当您有一个接受泛型类型并将其转发到另一个函数的模板函数时，std::forward 变得至关重要。目标是确保以与原始参数相同的方式处理转发的参数。

考虑模板函数 PerfectSet 的示例，它将 T&& 类型的参数 t 转发到函数集。根据 PerfectSet 的调用方式，t 可以是左值引用，也可以是右值引用。所需的行为是 set 相应地对待 t。

如果没有 std::forward，编译器将不得不假设 t 是通过左值引用传递的，这可能会导致数据复制。然而，通过使用 std::forward，我们指示编译器保留 t:

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

的原始性质。如果 t 是左值引用，std::forward 将返回左值引用，而 set 将返回执行其左值引用重载，导致数据复制。但如果 t 是右值引用，则 std::forward 将返回右值引用，而 set 将执行其右值引用重载，从而导致移动操作。

解决左值/右值混淆

传递 thing&& 与 thing& 时 std::forward 的行为的明显差异乍一看可能会令人困惑。然而，它源于这样一个事实，即左值引用和右值引用在 C 中是不同的实体。

• 左值引用 (T&): 引用现有对象。
• 右值引用（T&&）：指的是由表达式创建的临时对象。

要保留原始性质，模板函数和接收函数都必须使用右值接受右值时的引用。这正是 std::forward 所确保的，确保完美转发和最佳性能。

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