為什麼要有完美轉發#
下面是一個類工廠函數：
template <typename T, typename Arg>
std::shared_ptr<T> factory(Arg arg) {
return std::shared_ptr<T>( new T(arg));
}
參數物件arg在上面的例子中是傳值方式傳遞，這帶來了生成額外臨時物件1的代價，所以我們改成引用傳遞：
template <typename T, typename Arg>
std::shared_ptr<T> factory(Arg &arg) {
return std::shared_ptr<T>( new T(arg));
}
但這種實現的問題是不能綁定右值實參。如factory<X>(42)將編譯報錯，進一步的，我們按常量引用來傳遞：
template <typename T, typename Arg>
std::shared_ptr<T> factory(const Arg &arg) {
return std::shared_ptr<T>( new T(arg));
}
這種實現的問題是不能支持移動語義，形參使用右值引用可以解決完美轉發問題。
引用折疊#
在C++11之前，我們不能對一個引用類型繼續引用，但C++由於右值引用的出現而放寬2了這一做法，從而產生了引用折疊規則，允許我們對引用進行引用，既能左引用，又能右引用。但是卻遵循如下規則：
| 函數形參類型 | 實參類型 | 推導後函數形參類型 |
|---|---|---|
T& | 左引用 | T& |
T& | 右引用 | T& |
T&& | 左引用 | T& |
T&& | 右引用 | T&& |
模板參數類型推導#
對函數模板template<typename T>void foo(T&&);，應用上述引用折疊規則，可總結出以下結論：
- 如果實參是類型 A 的左值，則模板參數 T 的類型為
A&，形參類型為A&； - 如果實參是類型 A 的右值，則模板參數 T 的類型為
A&&，形參類型為A&&。
這同樣適用於類模板的成員函數模板的類型推導：
template <class T> class vector {
public:
// T是類模板參數 ⇒ 該成員函數不需要類型推導;這裡的函數參數類型就是T的右值引用
void push_back(T &&x);
// 該成員函數是個函數模板，有自己的模板參數，需要類型推導
template <typename Args> void emplace_back(Args &&args); }
函數模板的形參必須是 T&& 形式，才需要模板參數類型推導。即使形參聲明為 const T&& 形式，就只能按字面意義使用，不需要模板參數類型推導。
完美轉發#
下面是上述代碼完美轉發版本的實現：
template <typename T, typename Arg>
shared_ptr<T> factory(Args&& arg) {
return std::shared_ptr<T>( new T(std::forward<Arg>(arg)) );
}
其中std::forward是定義在標準庫<utility>中的模板函數：
template< class T > T&& forward( typename std::remove_reference<T>::type& t ) {
return static_cast<T&&>(t);
}
template< class T > T&& forward( typename std::remove_reference<T>::type&& t ) {
return static_cast<T&&>(t);
}
std::remove_reference是個類模板，定義在標準庫<type_traits>中，用於移除類型的引用其中定義的類型 type 是引用的基類型。
template< class T > struct remove_reference {typedef T type;};
template< class T > struct remove_reference<T&> {typedef T type;};
template< class T > struct remove_reference<T&&> {typedef T type;};
- 實參的數據類型是左值引用類型
S&時 (T = S&)，t的類型為S&，static_cast<S& &&>(t)折疊為static_cast<S&>(t) - 實參的數據類型是右值引用類型
S&&時 (T = S&&)，t的類型為S&&，static_cast<S&& &&>(t)折疊為static_cast<S&&>(t)
References#
https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%8F%B3%E5%80%BC%E5%BC%95%E7%94%A8