Cómo std::forward facilita el reenvío perfecto de referencias de Lvalue y Rvalue

En C, std::forward desempeña un papel crucial para lograr reenvío perfecto, que garantiza que los argumentos se pasen a funciones conservando su categoría de valor original. Este comportamiento puede resultar particularmente confuso cuando se trata de referencias de lvalue y rvalue.

Distinción entre Lvalue y Rvalue

"Si tiene un nombre, es un lvalue". Si bien este dicho generalmente es cierto, no explica completamente el comportamiento de std::forward cuando se trata de cosa&& x versus cosa& x.

Referencias de valores L (cosa& x)

Cuando un argumento se pasa mediante referencia de valor l, permanece como referencia de valor l dentro de la función. Las referencias de Lvalue siempre están vinculadas a una ubicación de memoria específica con nombre.

Referencias de Rvalue (cosa&& x)

Por el contrario, cuando se pasa un argumento mediante una referencia de rvalue, puede ser una referencia rvalue o una referencia lvalue convertida. Una referencia de rvalue está vinculada a un objeto temporal o un valor que se está moviendo.

Cómo funciona std::forward

std::forward está definido por un especial tabla de conversión. Su objetivo principal es convertir una referencia de cualquier tipo en una referencia rvalue. Esta conversión no cambia la categoría de valor del argumento original.

Ejemplo: reenvío perfecto usando std::forward

Considere una función de plantilla perfectSet que acepte un argumento T&& :

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

Ahora, cuando se llama a perfectSet con un valor l, el tipo T en la función instanciada se infiere como T&. La conversión std::forward garantiza que el argumento se pase para establecerlo como una referencia de valor l.

std::vector v;
perfectSet(v); // lvalue reference passed to set

Sin embargo, si se llama a perfectSet con un valor r, T se infiere como T&& y std::forward convierte el argumento en una referencia de valor r, lo que permite mover la semántica en set:

perfectSet(makeAndFillVector()); // rvalue reference passed to set

Conclusión

std::forward es una poderosa herramienta que facilita el reenvío perfecto al preservar la categoría de valor de los argumentos pasados ​​a las funciones. Esto permite una transferencia de valores eficiente y segura, lo que garantiza un rendimiento óptimo y la corrección del código.