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503295038e
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## 区分通用引用与右值引用
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据说,真相使人自由,然而在特定的环境下,一个精心挑选的谎言也同样使人解放。这一节就是这样一个谎言。因为我们在和软件打交道,然而,让我们避开“谎言(lie)”这个词,不妨说,本节包含了一种“**抽象**(abstraction)”。
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为了声明一个指向某个类型T的右值引用(Rvalue Reference), 你写下了`T&&`。由此,一个合理的假设是,当你看到一个`T&&`出现在源码中,你看到的是一个右值引用。唉,事情并不如此简单:
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```cpp
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void f(Widget&& param); //右值引用
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Widget&& var1 = Widget(); //右值引用
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auto&& var2 = var1; //不是右值引用
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template <typename T>
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void f(std::vector<T>&& param); //右值引用
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template <typename T>
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void f(T&& param); //不是右值引用
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```
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事实上,`T&&`有两种不同的意思。第一种,当然是右值引用。这种引用表现得正如你所期待的那样: 它们只绑定到右值上,并且它们主要的存在原因就是为了声明某个对象可以被移动。
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`T&&`的第二层意思,是它既可以是一个右值引用,也可以是一个左值引用。这种引用在源码里看起来像右值引用(也即`T&&`),但是它们可以表现得它们**像是**左值引用(也即`T&`)。它们的二重性(dual nature)使它们既可以绑定到右值上(就像右值引用),也可以绑定到左值上(就像左值引用)。 此外,它们还可以绑定到常量(const)和非常量(non-const)的对象上,也可以绑定到`volatile`和`non-volatile`的对象上,甚至可以绑定到即`const`又`volatile`的对象上。它们可以绑定到几乎任何东西。这种空前灵活的引用值得拥有自己的名字。我把它叫做**通用引用**(universal references)。(注: Item 25解释了`std::forward`几乎总是可以应用到通用引用上,并且在这本书即将出版之际,一些C++社区的成员已经开始将这种通用引用称之为**转发引用**(forwarding references))。
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在两种情况下会出现通用引用。最常见的一种是模板函数参数,正如在之前的示例代码中所出现的例子:
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```cpp
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template <typename T>
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void f(T&& param); //param是一个通用引用
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```
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第二种情况是`auto`声明符,包含从以上示例中取得的这个例子:
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```cpp
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auto&& val2 = var1; //var2是一个通用引用
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```
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这两种情况的共同之处就是都存在**类型推导(type deduction)**。在模板`f`的内部,参数`param`的类型需要被推导,而在变量`var2`的声明中,`var2`的类型也需要被推导。同以下的例子相比较(同样来自于上面的示例代码),下面的例子不带有类型推导。如果你看见`T&&`不带有类型推导,那么你看到的就是一个右值引用。
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```cpp
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void f(Widget&& param); //没有类型推导
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//param是一个右值引用
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Widget&& var1 = Widget(); //没有类型推导
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//var1是一个右值引用
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```
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因为通用引用是引用,所以他们必须被初始化。一个通用引用的初始值决定了它是代表了右值引用还是左值引用。如果初始值是一个右值,那么通用引用就会是对应的右值引用,如果初始值是一个左值,那么通用引用就会是一个左值引用。对那些是函数参数的通用引用来说,初始值在调用函数的时候被提供:
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```cpp
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template <typename T>
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void f(T&& param); //param是一个通用引用
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Widget w;
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f(w); //传递给函数f一个左值;参数param的类型
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//将会是Widget&,也即左值引用
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f(std::move(w)); //传递给f一个右值;参数param的类型会是
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//Widget&&,即右值引用
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```
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对一个通用引用而言,类型推导是必要的,但是它还不够。声明引用的格式必须正确,并且这种格式是被限制的。它必须是准确的`T&&`。再看看之前我们已经看过的代码示例:
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```cpp
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template <typename T>
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void f(std::vector<T>&& param); //param是一个右值引用
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```
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当函数`f`被调用的时候,类型`T`会被推导(除非调用者显式地指定它,这种边缘情况我们不考虑)。但是参数`param`的类型声明并不是`T&&`,而是一个`std::vector<T>&&`。这排除了参数`param`是一个通用引用的可能性。`param`因此是一个右值引用——当你向函数`f`传递一个左值时,你的编译器将会开心地帮你确认这一点:
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```cpp
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std::vector<int> v;
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f(v); //错误!不能将左值绑定到右值引用
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```
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即使是出现一个简单的`const`修饰符,也足以使一个引用失去成为通用引用的资格:
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```cpp
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template <typename T>
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void f(const T&& param); //param是一个右值引用
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```
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如果你在一个模板里面看见了一个函数参数类型为`T&&`,你也许觉得你可以假定它是一个通用引用。错!这是由于在模板内部并不保证一定会发生类型推导。考虑如下`push_back`成员函数,来自`std::vector`:
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```cpp
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template <class T,class Allocator = allocator<T>> //来自C++标准
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class vector
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{
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public:
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void push_back(T&& x);
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...
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}
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```
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`push_back`函数的参数当然有资格成为一个通用引用,然而,在这里并没有发生类型推导。
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因为`push_back`在一个特有(particular)的`vector`实例化(instantiation)之前不可能存在,而实例化`vector`时的类型已经决定了`push_back`的声明。也就是说,
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```cpp
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std::vector<Widget> v;
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```
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将会导致`std::vector`模板被实例化为以下代码:
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```cpp
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class vector<Widget , allocagor<Widget>>
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{
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public:
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void push_back(Widget&& x); // 右值引用
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}
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```
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现在你可以清楚地看到,函数`push_back`不包含任何类型推导。`push_back`对于`vector<T>`而言(有两个函数——它被重载了)总是声明了一个类型为指向`T`的右值引用的参数。
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相反,`std::vector`内部的概念上相似的成员函数`emplace_back`,却确实包含类型推导:
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```cpp
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template <class T,class Allocator = allocator<T>> //依旧来自C++标准
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class vector
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{
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public:
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template <class... Args>
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void emplace_back(Args&&... args);
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...
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}
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```
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4. Item 21:优先考虑使用std::make_unique和std::make_shared而非new
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5. Item 22:当使用Pimpl惯用法,请在实现文件中定义特殊成员函数
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5. 右值引用,移动语意,完美转发
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1. Item 23:理解std::move和std::forward
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1. [Item 23:理解std::move和std::forward](https://github.com/kelthuzadx/EffectiveModernCppChinese/blob/master/5.RvalueReferences_MovingSemantics_And_PerfectForwarding/item23.md)
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2. Item 24:区别通用引用和右值引用
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3. Item 25:对于右值引用使用std::move,对于通用引用使用std::forward
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4. Item 26:避免重载通用引用
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