【Effective Modern C++】第五章 右值引用、完美转发和移动语义：25. 对右值引用使用move，对通用引用使用forward

右值引用用 std::move，通用引用用 std::forward

• 右值引用（T&&，仅绑定右值）：只能绑定 "可以被移动" 的对象（比如临时对象、被 std::move 转换的左值），你能确定这个对象的所有权可以被转移。
• 通用引用（T&&，模板中）：也叫转发引用，可能绑定左值（如局部变量）或右值（如临时对象），无法提前确定是否能移动。

基于这两个特性，正确用法是：

1. 右值引用 ：无条件用std::move转换为右值（因为它绑定的对象一定可以移动）。
   示例（Widget 的移动构造函数）：

    class Widget {
    public:
        Widget(Widget&& rhs)  // rhs是右值引用
        : name(std::move(rhs.name)),  // 无条件移动
          p(std::move(rhs.p)) {}
    
    private:
        std::string name;
        std::shared_ptr<int> p;
    };

解释：rhs 绑定的是可移动的对象，用 std::move 把它的内部成员 "转移" 到新 Widget 中，避免拷贝。

2. 通用引用 ：有条件用std::forward<T>转换为右值（只有当它绑定的是右值时，才转成右值；绑定左值时保持左值）。
   示例（Widget 的 setName 方法）：

    class Widget {
    public:
        template<typename T>
        void setName(T&& newName)  // newName是通用引用
        { name = std::forward<T>(newName); }  // 有条件转发
    
    private:
        std::string name;
    };

解释：如果传入的是左值（比如局部变量 n），forward 会保留其左值属性，执行普通赋值；如果传入的是右值（比如临时字符串），forward 会转成右值，执行移动赋值。

错误用法的后果

1. 通用引用上误用 std::move

如果在通用引用上用std::move（而非 std::forward），会无条件把绑定的左值转成右值，导致原本只想 "只读" 的左值被意外移动，原对象值变为未定义。

示例：

// 错误的setName实现
template<typename T>
void setName(T&& newName) {
    name = std::move(newName);  // 无条件移动！
}

// 调用方代码
std::string n = "test";
w.setName(n);  // 本意是传递n的值，结果n被移动空了！
std::cout << n;  // 输出未知（n已被移空）

调用方以为只是 "读" n，结果 n 的所有权被偷走，完全不符合预期。

2. 右值引用上误用 std::forward

虽然语法上可行，但std::forward需要显式指定模板参数（如forward<T>(rhs)），代码更长、容易写错，不如std::move简洁，因此建议避免。

"重载左值 / 右值引用" 替代方案的缺点

如果不用通用引用，直接重载左值和右值版本的 setName 。比如：

// 重载版本
void setName(const std::string& newName) { name = newName; }  // 左值版
void setName(std::string&& newName) { name = std::move(newName); }  // 右值版

这种方案能避免通用引用的误用，但有 3 个致命问题：

1. 代码冗余：1 个参数需要 2 个重载，n 个参数需要 2ⁿ个重载，维护成本爆炸；

2. 性能损耗 ：比如传入字符串字面量"Adela Novak"时：

   • 重载版：会先创建临时 std::string 对象，再把临时对象移动到 name 中（多了 "构造 + 析构临时对象" 的开销）；
   • 通用引用版：直接把字面量传给 std::string 的赋值运算符，无临时对象，效率更高；

3. 可扩展性差 ：对于不定参数函数（如std::make_shared/std::make_unique），重载完全不可行，只能用通用引用 + std::forward。

返回值场景

1. 正确用法：返回右值引用 / 通用引用时，要加 std::move/std::forward

如果函数按值返回，且返回的是绑定到右值引用 / 通用引用的对象，必须用std::move（右值引用）或std::forward（通用引用），避免不必要的拷贝：

// 示例1：返回右值引用
Matrix operator+(Matrix&& lhs, const Matrix& rhs) {
    lhs += rhs;
    return std::move(lhs);  // 移动lhs到返回值，避免拷贝
}

// 示例2：返回通用引用
template<typename T>
Fraction reduceAndCopy(T&& frac) {
    frac.reduce();
    return std::forward<T>(frac);  // 右值则移动，左值则拷贝
}

2. 绝对错误：对满足 RVO 条件的局部对象用 std::move

返回值优化（RVO）：如果函数按值返回，且满足两个条件：

• 局部对象的类型 = 函数返回值类型；

• 返回的是该局部对象本身（而非引用 / 表达式）；

  编译器会直接在 "返回值的内存地址" 上构造局部对象，完全消除拷贝 / 移动。

如果手动给局部对象加std::move，会破坏 RVO 条件（返回的是 "对象的引用" 而非对象本身），导致编译器无法优化，只能执行移动操作（反而变慢）。

反例（别用）：

Widget makeWidget() {
    Widget w;  // 局部对象，满足RVO条件
    // ... 配置w
    return std::move(w);  // 错误！破坏RVO，编译器只能移动而非直接构造
}

正确写法（无需任何 move/forward）：

Widget makeWidget() {
    Widget w;
    // ... 配置w
    return w;  // 编译器会触发RVO，无拷贝/无移动
}

C++ 标准规定，满足 RVO 条件时，编译器要么消除拷贝，要么自动把局部对象视为右值（隐式 move），所以手动加 std::move 完全多余，还会阻碍优化。

总结

1. 右值引用用std::move（无条件转右值），通用引用用std::forward（有条件转右值），二者不可混用；
2. 通用引用上用std::move会意外移动左值，满足 RVO 条件的局部对象返回时用std::move会破坏编译器优化；
3. 通用引用 + std::forward 相比 "左值 / 右值重载"，代码更简洁、性能更高、可扩展性更强，是多数场景的最优解。

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