如何声明接受转发引用并返回引用或副本的函数模板

我相信这个基本思想符合你的要求：

template<typename Str>
Str foo(Str&& str)
{
return std::forward<Str>(str);
}

如果参数是非常量左值，则Str被扣除为S&，并且前向解析为S&。

如果参数是右值，则Str被推导出为S，并且返回值是从参数复制/移动构造的。

如果您显式给出模板参数，则转发引用推导将被禁止，并且您必须确保给出S&函数参数是否是S&可以直接绑定到的左值;否则S。

通过引用传递的函数参数永远不会有 RVO; 例如，假设调用上下文是std::string s = StringReplace( std::string("foo"), x, Y);的，编译器此时无法知道使用与临时字符串相同的内存空间进行s。 你能做的最好的事情就是移动构造返回值。

注意：您的原始代码尝试推断所有 3 个参数的Str，这会导致推导冲突。您应该推断转发引用，对于其他两个，请使用非推断上下文或不同的模板参数。 例如：

template<typename Str, typename T>
Str StringReplace(Str&& str, T const& from, T const& to)

或使用 super's 答案中所示的CRef(如果参数出现在::的左侧，则禁用演绎)。

通过对参数和返回值进行一些积极的建模，这似乎几乎可以完成您指定的操作。

需要用<std::string&>指定情况 2，否则转发引用将不起作用。

#include <iostream>
#include <type_traits>
template <typename T>
using CRef = typename std::remove_reference<T>::type const&;
template<typename Str>
Str StringReplace(Str&& str, CRef<Str> from, CRef<Str> to)
{
std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
if (std::is_same<std::string&&, decltype(str)>::value)
std::cout << "rvalue-refnn";
else if (std::is_same<std::string&, decltype(str)>::value)
std::cout << "lvalue-refnn";
return std::forward<Str>(str);
}
int main() {
std::string s1;
StringReplace(s1, "", "");
// Forwarding reference will deduce Str to std::string& when passing an lvalue
StringReplace<std::string&>(s1, "", "");
StringReplace(std::move(s1), "", "");
StringReplace<std::string>(std::move(s1), "", "");
StringReplace<std::string>("", "", "");
const std::string& test = s1;
StringReplace(test, "", "");
}

如何处理传入const &仍然存在问号。如您所见，如果您运行它，它还将返回现在的const &。

现场示例

根据评论和答案，我最终得到了两个模板：

// true only if T is const
template<typename T>
using StringReplaceIsConst = std::conditional_t<std::is_const<std::remove_reference_t<T>>::value, std::true_type, std::false_type>;

// lvalue, lvalue reference, rvalue, rvalue reference, string literal
template<typename Str, typename = std::enable_if_t<!StringReplaceIsConst<Str>::value>>
Str StringReplace(
Str&& str,
const std::remove_reference_t<Str>& from,
const std::remove_reference_t<Str>& to
) {
return std::forward<Str>(str);
}
// const lvalue, const lvalue reference, const rvalue, const rvalue reference
template<typename Str, typename = std::enable_if_t<StringReplaceIsConst<Str>::value>>
std::decay_t<Str> StringReplace(
Str&& str,
const std::remove_reference_t<Str>& from,
const std::remove_reference_t<Str>& to
) {
std::decay_t<Str> mutableStr{std::forward<Str>(str)};
StringReplace(mutableStr, from, to);
return mutableStr;
}

现场示例

虽然上面的版本有效，但我觉得它不切实际。用户实际上对修改是就地还是在副本中完成感兴趣：

• 更简单的调试：用户可以添加日志记录来验证调用的版本
• 静态分析：用户可以对定义进行注释，使编译器自动发出警告

牢记以下几点：

// true only if T is a non-const lvalue reference
template<typename T>
using StringReplaceIsInPlace = std::conditional_t<std::is_lvalue_reference<T>::value && !std::is_const<std::remove_reference_t<T>>::value, std::true_type, std::false_type>;
// lvalue, lvalue reference, rvalue reference, 
template<typename Str, typename = std::enable_if_t<StringReplaceIsInPlace<Str>::value>>
Str StringReplace(
Str&& str,
const std::remove_reference_t<Str>& from,
const std::remove_reference_t<Str>& to
) {
return std::forward<Str>(str); // forward might be redundant, as Str is always an lvalue reference.
}
// const lvalue, const lvalue reference, rvalue, const rvalue, const rvalue reference, string literal
// std::decay ensures that return is by-value and compiler can use RVO
template<typename Str, typename = std::enable_if_t<!StringReplaceIsInPlace<Str>::value>>
std::decay_t<Str> StringReplace(
Str&& str,
const std::remove_reference_t<Str>& from,
const std::remove_reference_t<Str>& to
) {
std::decay_t<Str> mutableStr{std::forward<Str>(str)}; // move construct for non-const rvalues, otherwise copy-construct
StringReplace(mutableStr, from, to);
return mutableStr; // RVO-compatible
}

第二个声明可以用[[nodiscard]](C++17)、[[gnu::warn_unused_result]](clang 和 gcc)或_Check_return_(msvs)注释。

现场示例