如何编写正向函数模板？

问题描述

我想了解更多 std::forward 是如何工作的，以及显式模板参数和模板参数推导如何与转发引用一起工作，我试过这个例子：

template <typename T>
T&& fwd_(typename std::remove_reference<T>::type& arg){
    std::cout << "fwd_(type&)\n";
    return static_cast<T&&>(arg);
}

template <typename T>
T&& fwd_(typename std::remove_reference<T>::type&& arg){
    std::cout << "fwd_(type&&)\n";
    ++arg;
    return static_cast<T&&>(arg);
}

int main(){

    int&& l = fwd_<int>(5);
    int&& m = fwd_<int&&>(7);
    int& j = fwd_<int&>(m);
    int& k = fwd_<int&>(7); // UB?
    std::cout << k << std::endl;

  std::cout << '\n';
}

• 我不知道 k 发生了什么？为什么我可以将 r 值作为 l 值传递？ (fwd_<int&>(7))？

我确信左值引用绑定到函数模板参数；不是传递的参数。

我也确信该表达式会产生未定义的行为，因为当 fwd_ 返回时该参数会被销毁。

• 我已经尝试过并更改了优化级别，因此由于 UB，我得到了不同的值。

• 我的想法正确吗？如果是这样，我怎么能写出一个干净且正确的版本来模仿图书馆 std::forward？谢谢！

解决方法

我不知道k怎么了？为什么我可以将 r 值作为 l 值传递？ (fwd_<int&>(7))？

是的，这很危险，因为 T 是 int& 并且返回值 T&&，作为 reference collapsing 的结果，我们得到 int& && → {{1} }，即您最终返回对临时对象的引用，该引用不会延长生命周期，从而在完整表达式（int&）结束时销毁临时对象后导致 UB。

出于这个原因，C++ 标准明确 excludes 来自 ; 的这种用法：

std::forward
template <class T> constexpr T&& forward(remove_reference_t<T>& t) noexcept;
. . .

3 备注：如果第二种形式是用左值实例化的 引用类型，程序格式错误。

例如，libstdc++ 有一个 assertion 在这种情况下会提前失败：

template <class T> constexpr T&& forward(remove_reference_t<T>&& t) noexcept;