小伙伴们,在初步学习了c++的移动操作后你肯定会接触到std::move,std::forward了吧，但你真的懂了std::move和std::forward的具体意义吗？
本文仅涉及std::forward的部分知识讲解
std::forward的使用需求：模板转发参数（完美转发）
所谓转发，即在模板函数中调用另一个函数,外部函数传递的参数并可以保持其左右值属性传递给内部的函数
大致是下面这样的形式：
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a tmpa, b tmpb) {
f(a,b);
}
以下是几种不好或者不正确的转发方式：
##原始拷贝转发
template<typename fun, typename a, typename b>
exec(fun f, a tmpa, b tmpb);
下图1的exec模板函数传入a,b类型对象的拷贝（比如传入一个string,虽说此处传入int）,效率低．
图1
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a tmpa, b tmpb) {
f(a,b);
}
int tmp(int a, int b) {
cout << a * b << endl;
}
int main() {
int a = 5;
int b = 6;
exec(tmp, a, b);
}
##外部函数左值转发
template<typename fun, typename a, typename b>
exec(fun f, a& tmpa, b &tmpb);
下图2的exec模板函数传入a,b类型对象的左值引用,main函数中exec不可以直接传入数字6这种右值.
图2
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a& tmpa, b& tmpb) {
f(a,b);
}
int tmp(int a, int b) {
cout << a * b << endl;
}
int main() {
int a = 5;
int b = 6;
exec(tmp, a, 6);
}
##外部函数左值转发，内部函数含有右值参数
template<typename fun, typename a, typename b>
exec(fun f, a& tmpa, b &tmpb);
下图3当 tmp的参数是右值引用时，由于exec中的tmpb是左值，不能给tmp作为参数
图3
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a& tmpa, b& tmpb) {
f(a,b);
}
int tmp(int &a, int&& b) {
cout << a * b << endl;
}
int main() {
int a = 5;
int b = 6;
exec(tmp, a, b);
}
##外部函数右值引用转发
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a &&tmpa, b &&tmpb);
下图4已经解决了exec传右值问题，但传给tmp 的tmpb依旧是个左值（右值引用为左值）,我们若直接使用
std::move(tmpb)来给tmp函数传右值,此时的确是可行的,但我们并不确定外界给exec传入的tmpa,tmpb是左值还是右值,而我们需要的转发需要保持参数的左右值属性，此时我们并没有什么好的方法去处理模板函数调用内部函数的方式.
图4
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a &&tmpa, b &&tmpb) {
f(a,std::move(tmpb));
}
int tmp(int ＆a, int &&b) {
cout << a * b << endl;
}
int main() {
int a = 5;
int b = 6;
exec(tmp, a, 6);
}
作为一种统一的做法，我们需要让传给exec的左值保持左值发给tmp，让保存exec的右值的左值形参如tmpb转换成右值发给tmp,但这个自己并不好实现，但标准库聪明地实现了这个过程std::forward<T>(),下图5模板函数内部仅需统一的调用函数f(std::forward<a>(tmpa), std::forward<b>(tmpb));
图5
template<typename fun, typename a, typename b>
void exec(fun f, a &&tmpa, b &&tmpb) {
f(std::forward<a>(tmpa), std::forward<b>(tmpb));
}
int tmp(int &a, int &&b) {
cout << a * b << endl;
}
int main() {
int a = 5;
int b = 6;
exec(tmp, a, 6);
}
大家肯定会很好奇forward的实现原理．
如下图6
std::forward源码
/**
* @brief Forward an lvalue.
* @return The parameter cast to the specified type.
*
* This function is used to implement "perfect forwarding".
*/
template<typename _Tp>
constexpr _Tp&&
forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type& __t) noexcept
{
return static_cast<_Tp&&>(__t); }
/**
* @brief Forward an rvalue.
* @return The parameter cast to the specified type.
*
* This function is used to implement "perfect forwarding".
*/
template<typename _Tp>
constexpr _Tp&&
forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type&& __t) noexcept
{
static_assert(!std::is_lvalue_reference<_Tp>::value, "template argument"
" substituting _Tp is an lvalue reference type");
return static_cast<_Tp&&>(__t);
}
无论传入的_Tp是int还是int&还是int&&
std::remove_reference<_Tp>::type会是int
std::remove_reference<_Tp>::type&会是int&,
std::remove_reference<_Tp>::type&&会是int&&
而exec 的参数tmpa,tmpb都是左值（右值引用是左值），此时使用forward其实都只会调用左值版本的forward函数，tempa传入int&,tempb传入int&&,通过引用折叠,a类型推导为int&,b推导为int，
所以
forward(tmpa)即forward<int&>(int&)
forward函数内_Tp=int&,_Tp&&=int&,
因此return static_cast<_Tp&&>(__t)返回 int&,也就是左值
forward<b>(tmpb)即forward<int>(int&) forward函数内_Tp=int&,_Tp&&=int&, 因此return static_cast<_Tp&&>(__t)`返回 int&&,也就是右值
当然当forward传实参是右值时会调用另一个重载函数，最后会返回右值．
所以可以说forward这里是必须配合模板＋&&参数来实现完美转发
如生成智能指针函数std::make_shared就运用了完美转发的模型，c++中源码的奥妙真是无穷无尽．
template<typename _Tp, typename... _Args>
inline shared_ptr<_Tp>
make_shared(_Args&&... __args)
{
typedef typename std::remove_const<_Tp>::type _Tp_nc;
return std::allocate_shared<_Tp>(std::allocator<_Tp_nc>(),
std::forward<_Args>(__args)...);
}