C++11 完美转发+变长参数

完美转发(argument forwarding):

给定一个函数F(a1, a2, ..., an),要写一个函数G,接受和F相同的参数并传递给F。

这里有三点要求:

1. 能用F的地方,G也一定能用。

2. 不能用F的敌方,G也一定不能用。

3. 转发的开销应该是线性增长的。

这里在C++11出现之前,人们做了很多尝试。就出现了很多的替代方案,直到C++11出现之后,才有了一个完美的解决方案。

非常量左值引用转发

template<typename T>
void g(T1& t) {
    return f(t);
}

void f(int t) {}

这里不能传入非常量右值g(1))。

常量左值引用

template<typename T>
void g(const T1& t) {
    return f(t);
}

void f(int& t) {}

常量左值引用在这里也挂掉了,这里函数g是没法把常量左值引用传递给非常量左值引用的。

非常量左值引用+常量左值引用

这种方案就是给每个参数写常量左值和非常量左值两个版本的,这个方案的重载函数个数是指数型增长的,在参数多的时候会挂掉的。而且,在传入非常量参数的时候,可能会引发二义性。

常量左值引用+const_cast

template<class T>
void g(const T& t) {
    return f(const_cast<T&>(t));
}

这里看起来好像解决了方案2里的问题。可是这种转发变量被修改了,不是我们想要的结果。

非常量左值引用+修改的参数推导规则

template<typename T>
void f(T& t){
    std::cout << 1 << std::endl;
}

void f(const long &){
    std::cout << 2 << std::endl;
}

int main(){
    f(5);// prints 2 under the current rules, 1 after the change
    int const n(5);
    f(n);// 1 in both cases
}

这里会对原有代码有破坏。

右值引用

template<typename T>
void g(T&& t) {
    return f(t);
}

这里不能g不能接受一个左值,因为不能把一个左值传递给一个右值引用。

右值引用+修改的参数推导规则转发

引用叠加原则:

TR的类型定义声明v的类型v的实际类型
T&TRA&
T&TR&A&
T&TR&&A&
T&&TRA&&
T&&TR&A&
T&&TR&&A&&

这里如果只去修改对右值引用推导规则,这样就避免对原有的代码的破坏。

template<typename T>
void g(T&& t) {
    return f(std::forward<T>(t));
}

这里已经可以处理好转发部分了。可是我还是不满意,我希望可以更完美一点,就是无论什么参数,多少参数都可以。这里要结合C++11的变长参数模板来完成。

template<typename... Args>
void g(Args... arg) {
    return f(std::forward(arg)...);
}

这里包括了变长参数包的展开,这里还可以用sizeof...(Args)来获取变长参数的个数。


参考:

1.c++ - How would one call std::forward on all arguments in a variadic function? - Stack Overflow

2. c++11 - Perfect forwarding - what's it all about? - Stack Overflow

3. c++ - Variadic template templates and perfect forwarding - Stack Overflow

4. The Forwarding Problem: Arguments

5. C++11维基百科

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