完美轉發的幾個例子

例子 1：普通的完美轉發

首先，我們先來一個簡單的完美轉發的例子，展示如何使用 std::forward 來保持傳入參數的類型。

#include <iostream>
#include <utility>  // std::forwardvoid func(int& x) {std::cout << "Lvalue reference: " << x << std::endl;
}void func(int&& x) {std::cout << "Rvalue reference: " << x << std::endl;
}template <typename T>
void wrapper(T&& arg) {// 使用完美轉發func(std::forward<T>(arg));  // 根據傳入的類型精確地調用對應的函數
}int main() {int x = 10;wrapper(x);   // 左值傳遞wrapper(20);  // 右值傳遞
}

輸出：

Lvalue reference: 10
Rvalue reference: 20

在這個例子中：

• wrapper(x) 傳入了左值，std::forward<T>(arg) 將 arg 保持為左值，并轉發到 func(int& x)。
• wrapper(20) 傳入了右值，std::forward<T>(arg) 將 arg 保持為右值，并轉發到 func(int&& x)。

關鍵點：

• std::forward<T>(arg) 確保了 arg 的類型（左值或右值）在轉發時不丟失。

例子 2：完美轉發與引用的結合

有時你可能希望通過完美轉發將引用類型的參數轉發給另一個函數。我們通過以下例子來演示這一點：

#include <iostream>
#include <utility>void process(int& x) {std::cout << "Processing left value: " << x << std::endl;
}void process(int&& x) {std::cout << "Processing right value: " << x << std::endl;
}template <typename T>
void handler(T&& arg) {process(std::forward<T>(arg));  // 完美轉發
}int main() {int a = 10;handler(a);        // 左值handler(20);       // 右值
}

輸出：

Processing left value: 10
Processing right value: 20

• handler(a) 將左值 a 轉發給 process(int& x)。
• handler(20) 將右值 20 轉發給 process(int&& x)。

例子 3：多個參數的完美轉發

完美轉發不僅適用于一個參數，還可以應用于多個參數。這是通過遞歸和 std::forward 的組合來實現的。

#include <iostream>
#include <utility>void process(int& a, double& b) {std::cout << "Processing left values: " << a << ", " << b << std::endl;
}void process(int&& a, double&& b) {std::cout << "Processing right values: " << a << ", " << b << std::endl;
}template <typename T, typename U>
void wrapper(T&& arg1, U&& arg2) {process(std::forward<T>(arg1), std::forward<U>(arg2));  // 完美轉發
}int main() {int x = 5;double y = 3.14;wrapper(x, y);      // 左值wrapper(10, 2.718);  // 右值
}

輸出：

Processing left values: 5, 3.14
Processing right values: 10, 2.718

• wrapper(x, y) 轉發左值。
• wrapper(10, 2.718) 轉發右值。

例子 4：通過完美轉發轉發容器

在處理容器時，完美轉發也很有用。以下是一個將容器對象通過完美轉發傳遞給函數的例子：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <utility>void process(std::vector<int>& vec) {std::cout << "Lvalue reference to vector: ";for (auto v : vec) std::cout << v << " ";std::cout << std::endl;
}void process(std::vector<int>&& vec) {std::cout << "Rvalue reference to vector: ";for (auto v : vec) std::cout << v << " ";std::cout << std::endl;
}template <typename T>
void wrapper(T&& arg) {process(std::forward<T>(arg));  // 完美轉發
}int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3};wrapper(vec);         // 左值wrapper(std::vector<int>{4, 5, 6});  // 右值
}

輸出：

Lvalue reference to vector: 1 2 3 
Rvalue reference to vector: 4 5 6

• wrapper(vec) 轉發左值 vec。
• wrapper(std::vector<int>{4, 5, 6}) 轉發右值。

---

為什么命名為 std::forward？

std::forward 的命名源于它的用途——“轉發”一個參數。這個名稱可以追溯到它的功能和它的語義：

1. “Forward” 表示轉發：std::forward 的主要目的是精確轉發一個參數，保持參數原本的值類別（左值或右值）。它“向前”轉發參數，就像把參數從一個函數“傳遞”到另一個函數。

2. 與 std::move 區別：std::move 讓對象變成右值，而 std::forward 保證保持參數的原始類型（左值或右值）。std::move 的命名非常直觀，因為它的作用是“移動”資源。而 std::forward 的命名則代表“保持原樣，準確轉發”。

3. 保證類型屬性不變：std::forward 使用類型推導機制（模板參數 T）來決定傳遞給目標函數的參數是左值還是右值。這使得它能“轉發”參數并保持原始類型的屬性，不會做多余的修改。

總結

• 完美轉發使用 std::forward 來確保參數傳遞時類型（左值或右值）保持不變。
• std::forward 通過模板參數類型 T，結合條件判斷（左值或右值），確保正確地轉發參數。
• “Forward” 這個命名意味著它是一個精確的“轉發”工具，它轉發的是一個函數的參數，并且保留了參數的原始類型屬性。