Effective Modern C++ 笔记 第五章：Rvalue References, Move Semantics, and Perfect Forwarding

前面4章慢慢补。。。因为想起来写笔记的时候已经读到第五章了。

说白了，笔记什么的也不是很必要，Scott Meyers和以前一样，在每个item的最后列出了本item的要点，这就是笔记内容啊。。。

第五章如标题，围绕rvalue references（右值引用）以及延伸出来的两个用途move semantics（移动语义），perfect forwarding（完美转发）来组织的。详细深刻的介绍了这些用来打造编译期语言的利器。。。

以下为Item列表：

1. Item 23:?Understand std::move and std::forward.

2. Item 24:?Distinguish universal references from rvalue references.

3. Item 25:?Use std::move on rvalue references, std::forward on universal references.

4. Item 26:?Avoid overloading on universal references.

5. Item 27:?Familiarize yourself with alternatives to overloading on universal references.

6. Item 28:?Understand reference collapsing.

7. Item 29:?Assume that move operations are not present, not cheap, and not used.

8. Item 30:?Familiarize yourself with perfect forwarding failure cases.

看这章的要点在于，这部分是一个编译期的世界。程序跑起来之后这部分内容就都烟消云散了。。。

首先是universal reference。形如：

1.

template<typename T>
void f(T&& m);

或者

2.

template<typename... Args>
void f(Args&&... args);

或者

3.

auto&& a=b;

就是universal reference。如果有一点不符合这个形式的，比如多个const啥的，都不是universal reference。更确切点说，这个形式的参数并且参与到了type deduction中，才是universal reference。

那么universal reference的强大之处呢？在于它可以在type deduction过程中就可以得到类型的左右值信息。比如形式1，如果参数为lvalue int的话，那么T推导的类型为int&, m的类型为int&(int& &&，reference collapse 得到int&)；如果参数为rvalue int的话，那么T推导的类型为int，m的类型为int&&。

上面所提到的reference collapse（引用折叠），是一套针对"引用的引用"的规则。规则很简单：如果两个引用中有一个为lvalue reference，那么结果就是lvalue reference；如果两个引用都是rvalue reference，那么结果是rvalue reference。所以int& &&的类型是int&。

而由rvalue reference（右值引用）带来的move semantics就不多说了。但凡谈C++11的都不会不介绍这个。可是我看过这章后的最大感受就是，move semantic更主要应该用于库的构建；日常应用中必须倍加小心。

后面几个item阐述了更晦涩，更实际的部分。比如除了对universal reference做overload还有什么其他的好选择；怎么识别RVO以不至于误用move semantic而使RVO失效；perfect forward无法正常forward的类型。其中perfect forward无法forward braced initializer 还是很好理解的，这本身就是template type deduction失效的地方。

书看完了，可以看代码了。std::move：

  template<typename _Tp>constexpr typename std::remove_reference<_Tp>::type&&move(_Tp&& __t) noexcept{ return static_cast<typename std::remove_reference<_Tp>::type&&>(__t); }

把universal reference和reference collapse统统用上，move的源码实在不能在简单了。。。例如：

当参数为lvalue int时，_Tp类型为int&， __t的类型为int&，返回类型为int&&。

当参数为rvalue int时，_Tp类型为int，__t类型为int&&，返回类型为int&&。

而std::forward就没那么简单了：

  template<typename _Tp>constexpr _Tp&&forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type& __t) noexcept{ return static_cast<_Tp&&>(__t); }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);}

代码其实看起来也不难懂，但是有几个问题就不那么好回答了：

1. forward为什么不直接使用universal reference来实现，而是用了lvalue reference和rvalue reference的重载？

2. rvalue reference的版本为什么多了一个static_assert

第二个问题好回答一点，标准n3797的20.2.4里面规定了如果forward<lvalue ref>(rvalue ref)则编译失败。原因可参考：n2951

现在回到第一个问题。首先：

void f(int&& val)
{
//do staff with val.
}

这里面，val是一个lvalue，虽然val的类型是int rvalue reference。

那么就forward来讲，类型_Tp是必须手动指定的类型（比如上一层type deduction得到的类型结果），而不是__t这个表达式的类型。如果是__t这个表达式的类型，还要forward干嘛，直接写就好了。。。所以type deduction在forward中是被禁止的/完全没用的。forward是用于在上下文中传递需要保留的类型信息，而不是像move那样，对__t进行类型推导。