右值引用 移动语义 完美转发具体是什么，就不说了，网上一搜一大堆，主要介绍下std::move和std::forward
std::move std::forward
查下源码，gcc版本:gcc version 7.3.0 (GCC),grep -r "forward(" /usr/include/c++/7.3.0/bits/,move和forward都在/usr/include/c++/7.3.0/bits/move.h文件中，源码如下：
/**
92 * @brief Convert a value to an rvalue.
93 * @param __t A thing of arbitrary type.
94 * @return The parameter cast to an rvalue-reference to allow moving it.
95 */
96 template<typename _Tp>
97 constexpr typename std::remove_reference<_Tp>::type&&
98 move(_Tp&& __t) noexcept
99 { return static_cast<typename std::remove_reference<_Tp>::type&&>(__t); }
/**
66 * @brief Forward an lvalue.
67 * @return The parameter cast to the specified type.
68 *
69 * This function is used to implement "perfect forwarding".
70 */
71 template<typename _Tp>
72 constexpr _Tp&&
73 forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type& __t) noexcept
74 { return static_cast<_Tp&&>(__t); }
75
76 /**
77 * @brief Forward an rvalue.
78 * @return The parameter cast to the specified type.
79 *
80 * This function is used to implement "perfect forwarding".
81 */
82 template<typename _Tp>
83 constexpr _Tp&&
84 forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type&& __t) noexcept
85 {
86 static_assert(!std::is_lvalue_reference<_Tp>::value, "template argument"
87 " substituting _Tp is an lvalue reference type");
88 return static_cast<_Tp&&>(__t);
89 }move forward
本质就是强制类型转换，move并不进行所谓的"移动"
用c++14实现一下，更简单，如下：
// C++14 version of std::move
template<typename _Tp>
constexpr decltype(auto)
move(_Tp&& __t) noexcept
{
return static_cast<std::remove_reference_t<_Tp>&&>(__t);
}
// C++14 version of std::forward for lvalues
template<typename _Tp>
constexpr decltype(auto)
forward(std::remove_reference_t<_Tp>& __t) noexcept
{
return static_cast<_Tp&&>(__t);
}
// C++14 version of std::forward for rvalues
template<typename _Tp>
constexpr decltype(auto)
forward(std::remove_reference_t<_Tp>&& __t) noexcept
{
static_assert(!std::is_lvalue_reference_v<_Tp>, "template argument substituting _Tp is an lvalue reference type");
return static_cast<_Tp&&>(__t);
}c++14 move forward
写了一个测试程序，如下：
#include <iostream>
#include <utility> // for std::move, std::forward
#include <type_traits> // for remove_reference_t, is_lvalue_reference_v
// C++14 version of std::move
template<typename _Tp>
constexpr decltype(auto)
move(_Tp&& __t) noexcept
{
return static_cast<std::remove_reference_t<_Tp>&&>(__t);
}
// C++14 version of std::forward for lvalues
template<typename _Tp>
constexpr decltype(auto)
forward(std::remove_reference_t<_Tp>& __t) noexcept
{
return static_cast<_Tp&&>(__t);
}
// C++14 version of std::forward for rvalues
template<typename _Tp>
constexpr decltype(auto)
forward(std::remove_reference_t<_Tp>&& __t) noexcept
{
static_assert(!std::is_lvalue_reference_v<_Tp>, "template argument substituting _Tp is an lvalue reference type");
return static_cast<_Tp&&>(__t);
}
// Test class with move and copy constructors
class Widget {
public:
Widget() { std::cout << "Widget default constructor\n"; }
Widget(const Widget&) {
std::cout << "Widget copy constructor\n";
}
Widget(Widget&&) noexcept {
std::cout << "Widget move constructor\n";
}
};
// Function to test std::forward
template <typename T>
void forward_test(T&& arg) {
Widget w = std::forward<T>(arg);
}
int main() {
// Test std::move
Widget widget1;
std::cout << "Using std::move:\n";
Widget widget2 = std::move(widget1); // Should call move constructor
// Test std::forward with lvalue
std::cout << "\nUsing std::forward with lvalue:\n";
Widget widget3;
forward_test(widget3); // Should call copy constructor
// Test std::forward with rvalue
std::cout << "\nUsing std::forward with rvalue:\n";
forward_test(Widget()); // Should call move constructor
return 0;
}test
因为is_lvalue_reference_v c++17才支持，所以编译：g++ test_move_forward.cpp -o test_move_forward -std=c++17
标签分发
有个全局的names,需要定义两个函数，一个是函数模板用的万能引用，一个函数的参数是普通的int(通过id检索到name，省略此实现)，代码如下：
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <utility> // for std::forward
#include <unordered_set>
// 全局数据结构
std::unordered_set<std::string> names;
// 日志函数
void log(const char* message) {
std::cout << "Log: " << message << std::endl;
}
// 模板版本
template<typename T>
void logAndAdd(T&& name) {
log("logAndAdd (perfect forwarding)");
names.emplace(std::forward<T>(name));
}
void logAndAdd(int idx) {
log("logAndAdd (int version)");
// 处理 int 类型的逻辑
}
int main() {
std::string name = "Alice";
int idx = 42;
// 测试左值
logAndAdd(name); // 应该调用模板版本
// 测试右值
logAndAdd(std::string("Bob")); // 应该调用模板版本
// 测试 int 类型
logAndAdd(idx);
// 测试 short 类型
short idx2 = 222;
logAndAdd(idx2);
return 0;
}标签分发
上面的代码，没有测试 short 类型的那两行代码，是没问题的，但测试 short 类型的会匹配到完美转发那个函数，下面先用标签分发解决一下，代码如下：
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <unordered_set>
#include <chrono>
#include <utility> // for std::forward, std::move>
#include <string>
// 全局数据结构
std::unordered_set<std::string> names;
// 日志函数
void log(const char* message) {
auto now = std::chrono::system_clock::now();
auto time = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
std::cout << "Log [" << std::ctime(&time) << "]: " << message << std::endl;
}
// 完美转发版本
template<typename T>
auto logAndAddImpl(T&& name) -> std::enable_if_t<
!std::is_convertible_v<T, int>,
void
> {
log("logAndAdd (perfect forwarding)");
names.emplace(std::forward<T>(name));
}
// 普通版本，专门处理 int 类型及其可隐式转换为 int 的类型
void logAndAddImpl(int idx) {
log("logAndAdd (int version)");
// 处理 int 类型的逻辑
// 例如，将 int 转换为字符串并添加到集合中
names.insert(std::to_string(idx));
}
// 分发函数
template<typename T>
void logAndAdd(T&& name) {
if constexpr (std::is_convertible_v<T, int>) {
logAndAddImpl(static_cast<int>(std::forward<T>(name)));
} else {
logAndAddImpl(std::forward<T>(name));
}
}
// 额外的非模板版本，专门处理 int 类型
void logAndAdd(int idx) {
logAndAddImpl(idx);
}
int main() {
std::string name = "Alice";
int idx = 42;
short idx2 = 222;
// 测试左值
std::cout << "Testing lvalue:\n";
logAndAdd(name); // 应该调用完美转发版本
// 测试右值
std::cout << "\nTesting rvalue:\n";
logAndAdd(std::string("Bob")); // 应该调用完美转发版本
// 测试 int 类型
std::cout << "\nTesting int type:\n";
logAndAdd(idx); // 应该调用普通版本
// 测试 short 类型
std::cout << "\nTesting short type:\n";
logAndAdd(idx2); // 应该调用普通版本
// 打印全局数据结构中的名字
std::cout << "\nNames in the global set:\n";
for (const auto& name : names) {
std::cout << name << std::endl;
}
return 0;
}标签分发2
SFINAE (enable_if)
代码如下：
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <unordered_set>
#include <chrono>
#include <utility> // for std::forward, std::move>
#include <string>
// 全局数据结构
std::unordered_set<std::string> names;
// 日志函数
void log(const char* message) {
auto now = std::chrono::system_clock::now();
auto time = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
std::cout << "Log [" << std::ctime(&time) << "]: " << message << std::endl;
}
// 完美转发版本
template<typename T>
auto logAndAdd(T&& name) -> std::enable_if_t<
!std::is_convertible_v<T, int>,
void
> {
log("logAndAdd (perfect forwarding)");
names.emplace(std::forward<T>(name));
}
// 普通版本，专门处理 int 类型及其可隐式转换为 int 的类型
template<typename T>
auto logAndAdd(T&& idx) -> std::enable_if_t<
std::is_convertible_v<T, int>,
void
> {
log("logAndAdd (int version)");
// 处理 int 类型的逻辑
// 例如，将 int 转换为字符串并添加到集合中
names.insert(std::to_string(static_cast<int>(idx)));
}
// 额外的非模板版本，专门处理 int 类型
void logAndAdd(int idx) {
log("logAndAdd (int version)");
names.insert(std::to_string(idx));
}
int main() {
std::string name = "Alice";
int idx = 42;
short idx2 = 222;
// 测试左值
std::cout << "Testing lvalue:\n";
logAndAdd(name); // 应该调用完美转发版本
// 测试右值
std::cout << "\nTesting rvalue:\n";
logAndAdd(std::string("Bob")); // 应该调用完美转发版本
// 测试 int 类型
std::cout << "\nTesting int type:\n";
logAndAdd(idx); // 应该调用普通版本
// 测试 short 类型
std::cout << "\nTesting short type:\n";
logAndAdd(idx2); // 应该调用普通版本
// 打印全局数据结构中的名字
std::cout << "\nNames in the global set:\n";
for (const auto& name : names) {
std::cout << name << std::endl;
}
return 0;
}SFINAE
还有一种方式模板特化，就不写代码了，写的脑壳疼
总结
一入模板深似海，推荐两本书:Effective Modern C++,C++ Templates，有大佬有好的书，可以评论区推荐，感谢