Как std::forward облегчает идеальную пересылку ссылок Lvalue и Rvalue

В C std::forward играет решающую роль в достижении идеальная пересылка, которая гарантирует, что аргументы передаются функциям с сохранением их исходной категории значений. Такое поведение может особенно сбивать с толку при работе со ссылками lvalue и rvalue.

Различие Lvalue и Rvalue

"Если у него есть имя, то это lvalue". Хотя это высказывание в целом справедливо, оно не полностью объясняет поведение std::forward при работе сthing&& x иthing& x.

Ссылки на Lvalue (thing& x)

Когда аргумент передается по ссылке lvalue, он остается ссылкой lvalue внутри функции. Ссылки Lvalue всегда привязаны к определенному именованному месту в памяти.

Ссылки Rvalue (thing&& x)

Напротив, когда аргумент передается по ссылке rvalue, он может быть либо ссылкой rvalue, либо преобразованной ссылкой lvalue. Ссылка rvalue привязана к временному объекту или значению, которое перемещается.

Как работает std::forward

std::forward определяется специальным таблица преобразования. Его основная цель — преобразовать ссылку любого типа в ссылку rvalue. Это преобразование не меняет категорию значения исходного аргумента.

Пример: идеальная пересылка с использованием std::forward

Рассмотрим шаблонную функцию perfectSet, которая принимает аргумент T&& :

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

Теперь, когда PerfectSet вызывается со значением lvalue, тип T в созданной функции выводится как T&. Преобразование std::forward гарантирует, что аргумент будет передан в качестве ссылки lvalue.

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

Однако, если perfectSet вызывается с rvalue, T выводится как T&&, а std::forward преобразует аргумент в ссылку rvalue, включая семантику перемещения в set:

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

Заключение

std::forward — это мощный инструмент, который обеспечивает идеальную пересылку, сохраняя категорию значений аргументов, передаваемых функциям. Это обеспечивает эффективную и типобезопасную передачу значений, обеспечивая оптимальную производительность и корректность кода.