std::function operator(） 和 std::forward 中发生了什么?

what is going on in std::function operator() and std::forward?

本文关键字：std 发生了 什么 forward function operator      更新时间：2023-10-16

我正在查看std::function实现及其调用operator()

template<typename Ret, typename... ArgTypes>
Ret function< Ret (ArgTypes...)>::operator()(ArgTypes...args) const
{
// some stuff
return invoker(functor, std::forward<ArgTypes>(args)...);
}

我特别想知道，为什么它在这里使用std::forward？这与完美转发有什么关系吗？ 因为只有当operator()是具有可变参数模板声明的模板时，才能完成完美的转发template<typename... Args>(它不是，声明是 std：：function 的部分特化)。 在这里使用 std：：forward 的目的是什么？我很困惑：-)？

您是正确的，这不是典型的"完美转发"场景。 一个简短的例子可以帮助说明动机。 假设具有检测构造函数和析构函数的类型A：

#include "A.h"
#include <functional>
#include <iostream>
int
main()
{
A a1{1};
A a2{2};
std::function<void(A, A&)> f{[](A x, A& y){}};
f(a1, a2);
}

这将输出：

A(int state): 1
A(int state): 2
A(A const& a): 1
A(A&& a): 1
~A(1)
~A(-1)
~A(2)
~A(1)

解释：

a1和a2是在堆栈上构造的。 然后，当传递到function调用程序时，首先复制a1以绑定到第一个 by-value 参数，然后在a1上调用std::forward<A>，这会将其从 by-value 参数移动到lambda 中。

相比之下，无需复制a2即可绑定到functionA&参数，然后调用std::forward<A&>(a2)，这会将a2作为左值而不是右值转发，这会绑定到 lambda 的A&参数。

然后事情就被破坏了。~A(-1)表示使用此检测A销毁处于移动构造自状态的A。

总之，即使ArgTypes不像通常的完美转发习惯用法那样推导，我们仍然希望将按值ArgTypes作为右值转发，将按引用ArgTypes作为左值转发。 所以std::forward恰好在这里做我们想做的事。

我想你对这里的很多事情感到困惑。

首先，完美转发与可变参数模板无关。您可以创建一个包装类，该类具有一个函数，该函数接受一个参数并将其转发到包装的对象：

template<typename T>
struct Wrapper {
template<typename Arg>
decltype(auto) test(Arg&& arg) {
return t.test(std::forward<Arg>(arg));
}
T t;
};

请注意，此处使用了没有任何可变参数模板的完美转发。如果t.test需要仅移动类型作为参数，则无法在没有forward<Arg>(arg)的情况下调用它。

这里发生的第二件事是参数后面没有&&。将&&添加到ArgTypes将是一个错误，并且会使某些情况无法编译。考虑这个简单的案例：

std::function<void(int)> f;
int i = 0;
f(i);

这将无法编译。如果将&&添加到ArgTypes，则每个未引用的参数(例如。int) 将成为调用运算符的右值引用(在我们的例子中为int&&)。由于所有参数类型都已在std::function参数列表中正确限定，因此您希望在调用运算符中接收的正是这些类型，而不是转换。

为什么不使用&&需要std::forward？因为即使你不需要推断值类别，你仍然不需要将每个参数复制到包含的函数。如果std::function的参数之一是int&，则您不想移动它。但是如果其中一个参数是std::unique_ptr<int>，您必须移动它！这正是std::forward的目的。只移动应该移动的内容。

std::forward只是将右值引用附加到类型，因此考虑到引用折叠规则，它有效地按原样传递引用参数并移动对象参数。

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