Effective Modern C++ 学习笔记5 |
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模板型别T是根据 T&& 这个参数推导得来的。 这一点如何理解?举个例子: template class Tpl { public: void Func(T&& t) {} // 不是万能引用 };这个例子里,成员函数Func的参数T&&并不是万能引用,而是右值引用,原因是T的类型在类实例化的时候就已经确定了,并不是在调用Func的时候推断的。 可以改成下面这种形式: template class Tpl { public: template void Func(U&& u) {} // 是万能引用 }; 完美转发完美转发指的是通过一个转发函数(下面都用fwd表示),将参数转发给另一个函数(下面都用f表示),就好像直接调用的第二个函数f一样。 这就要求,调用fwd传入的无论是左值还是右值,都要按原样以左值或右值的形式传递给f。 常见的例子比如vector的emplace方法,make_shared方法等都是通过完美转发,将参数传递给对应类型的构造函数。 我们是通过万能引用加forward来实现完美转发的: template void fwd(T&& param) { f(std::forward(param)); }当然,更通用的做法应该使用可变长形参模板,支持任意数量的参数,这里就不展开了。 函数的形参一定是左值,哪怕它是个右值引用也一样。所以,fwd内不能直接将形参传给f,必须用过forward还原其左值或右值类型。 forward是如何做到这一点的呢? 引用折叠forward如何识别参数是左值还是右值呢?其实这个信息藏在模板T中。 以string为例,当param是左值时,T的类型是左值引用string& ;当param是右值时,T的类型是非引用string。为什么是这样? 一般来说,我们不能创建引用的引用。但是在模板类型推断等一些情况下,还是会出现引用的引用,这时就需要进行引用的折叠,折叠为一层引用,这其中包含了4种情况: 左值引用的左值引用 折叠为 左值引用 左值引用的右值引用 折叠为 左值引用 右值引用的左值引用 折叠为 左值引用 右值引用的右值引用 折叠为 右值引用我们再来看下forward的实现: template T&& forward(typename std::remove_reference::type& param) { return static_cast(param); }结合前面说的T的类型,当param为左值引用,T是string&,forward返回的T&&仍然是左值引用;当param是右值引用,T是string,forward返回的T&&是右值引用。这样就实现了完美转发。 完美转发不完美完美转发真的”完美”吗?我们来探讨一下完美转发失败的情形。 大括号初始化第一种情况是使用大括号初始化,例如: void f(int i) {} // fwd定义同上节的例子 int main() { f({1}); // 合法,等同于f(1) fwd({1}); // 不合法 }这里编译不通过的原因是:非推断语境。无法推断T的类型。 ****非推断语境 Non-deduced contexts**** 是指一些情况下,不能进行型别推断。其中一种情况是:当传入参数是初始化列表,且参数类型没有声明是initializer_list类型时,不能进行推断。 用0或NULL做空指针由于0和NULL都是整形,在万能引用中会被推断为int,而非指针,所以会失败。解决办法也很简单,只要使用nullptr代替即可。 重载的函数名或模板名当一个函数有多个重载版本,它作为fwd的参数时,也无法推断。而直接调用f时,可以根据f的签名选择正确的重载版本。对于函数模板也是同样的情况。 还有一些其他情况,就不一一列举了。总结起来,有时编译器需要根据f的函数签名来进行推断,或者有些参数无法取地址(引用的本质也是指针),就会出现完美转发失败的情况。 |
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