模板函数中的C++左值和右值

Question

我从http://www.cplusplus.com/reference/utility/forward中取样:

// forward example
#include <utility>      // std::forward
#include <iostream>     // std::cout

// function with lvalue and rvalue reference overloads:
void overloaded (const int& x) {std::cout << "[lvalue]";}
void overloaded (int&& x) {std::cout << "[rvalue]";}

// function template taking rvalue reference to deduced type:
template <class T> void fn (T&& x) {
    overloaded (x);                   // always an lvalue
    overloaded (std::forward<T>(x));  // rvalue if argument is rvalue
}

int main () {
    int a;

    std::cout << "calling fn with lvalue: ";
    fn (a);
    std::cout << '\n';

    std::cout << "calling fn with rvalue: ";
    fn (0);
    std::cout << '\n';

    return 0;
}

打印

calling fn with lvalue: [lvalue][lvalue]
calling fn with rvalue: [lvalue][rvalue]

但是,如果我想制作重载模板,那样:

template<typename T>
void overloaded (const T& x) {std::cout << "[lvalue]";}
template<typename T>
void overloaded (T&& x) {std::cout << "[rvalue]";}

它打印

calling fn with lvalue: [rvalue][rvalue]
calling fn with rvalue: [rvalue][rvalue]

有没有办法使用模板功能来推断我转移到哪个对象的功能？

Answer 1

是的,这是可能的,只需添加const到您的第二个重载:

template<typename T>
void overloaded (const T& x);
template<typename T>
void overloaded (const T&& x);
//               ^^^^^

您需要的原因const是x不进行转发引用.转发引用非常贪婪,如果你没有传入完全相同的类型(包括任何cv限定符),那么将选择转发引用重载.

在您的情况下,因为您没有传递const对象overload,所以第二次重载将始终是更好的匹配.

但是如果你在const那里添加,那么它不再是转发引用,并且只能接受rvalues而不是lvalues,并且不会更好地匹配左值作为结果,但是对于任何rvalues而言将比const&过载更好地匹配.

如果你需要离开x,那么你将不得不做其他事情.const&无论你有rvalue还是左值,都要删除转发引用中的重载和分支:

template <typename T> void overloaded(T &&x) {
  if /*constexpr*/ (std::is_lvalue_reference_v<T>)
    std::cout << "[lvalue]";
  else
    std::cout << "[rvalue]";
}

注意:if constexpr如果您执行的某些特定内容对分支或其他分支无效,则需要使用.

Answer 2

只要函数模板参数的类型为“对类型模板参数的右值引用”，例如xin template<typename T> void overloaded(T&& x);，它就会成为“转发引用”，也称为“通用引用”。它们遵循特殊的规则，即它们可以匹配左值或右值参数。

当参数为右值时，T其类型为非引用，参数类型为右值引用。

当参数是左值时，T是左值引用类型。这是有道理的，因为有了第二条“引用折叠规则”：如果将a &或添加&&到已经是引用的类型别名（a typedef，用定义的using类型或类型模板参数），它将形成一个右值引用类型如果别名都是右值引用并且您添加&&，或者在其他三种情况下为左值引用，则引用。

因此，当您调用overloaded(x)when x是type的左值时int，两个overloadedmatch的重载：

template<typename T>
void overloaded (const T& x);
// Specialization void overloaded<int>(const int&);

template<typename T>
void overloaded (T&& x);
// Specialization void overloaded<int&>(int&);

但是第二个专业化是参数类型的更好匹配，因此胜出。

为避免这种情况，我将使用SFINAE技术将第二种overloaded类型限制为仅非引用类型。

#include <type_traits>

// As before:
template<typename T>
void overloaded (const T& x);

template<typename T>
auto overloaded (T&& x) -> std::enable_if_t<!std::is_reference<T>::value>;

现在给定任何左值参数，第二个模板将推导T为左值引用类型，无法将其替换为返回类型，然后将忽略该模板进行重载解析，以便可以使用第一个重载。