6.4 KiB
区分通用引用与右值引用
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)”。
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:
void f(Widget&& param); //右值引用
Widget&& var1 = Widget(); //右值引用
auto&& var2 = var1; //不是右值引用
template <typename T>
void f(std::vector<T>&& param); //右值引用
template <typename T>
void f(T&& param); //不是右值引用
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。
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))。
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:
template <typename T>
void f(T&& param); //param是一个通用引用
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:
auto&& val2 = var1; //var2是一个通用引用
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。
void f(Widget&& param); //没有类型推导
//param是一个右值引用
Widget&& var1 = Widget(); //没有类型推导
//var1是一个右值引用
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：
template <typename T>
void f(T&& param); //param是一个通用引用
Widget w;
f(w); //传递给函数f一个左值;参数param的类型
//将会是Widget&,也即左值引用
f(std::move(w)); //传递给f一个右值;参数param的类型会是
//Widget&&,即右值引用
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:
template <typename T>
void f(std::vector<T>&& param); //param是一个右值引用
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:
std::vector<int> v;
f(v); //错误！不能将左值绑定到右值引用
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:
template <typename T>
void f(const T&& param); //param是一个右值引用
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:
template <class T,class Allocator = allocator<T>> //来自C++标准
class vector
{
public:
void push_back(T&& x);
...
}
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。
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，
std::vector<Widget> v;
将会导致std::vector模板被实例化为以下代码:
class vector<Widget , allocagor<Widget>>
{
public:
void push_back(Widget&& x); // 右值引用
}
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。
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:
template <class T,class Allocator = allocator<T>> //依旧来自C++标准
class vector
{
public:
template <class... Args>
void emplace_back(Args&&... args);
...
}