C++ reference 那些容易被忽视的细节

工作之余做个小结。(TE为实体类型，TD为推断类型)

一、 基础知识：

0. 引用创建时即初始化赋值。作为函数参数时，程序进入函数就已经初始化完毕。
1. 注意区分值与值的引用。
2. 一旦创造了TE&& t右值引用便有了别名，t的行为变成左值(传入TD&&模板为左引用，)，但t打印出的类型依然为右值
3. 引用是别名，构造好的引用可当作自身，引用之间的非初始化赋值看const，非const引用像常量一样任意赋值。const引用不能赋值。
4. 引用的初始化赋值，比较复杂：对于TE&&：仅能用右值初始化（对于非右值使用forward和move转化）。TE&能用左值,左值引用和右值引用初始化。
5. 对于初始化赋值和正常函数参数绑定，规则是相似的：左值引用只能绑定左值，右值引用只能绑定右值，左值常量引用是个例外（可以绑定左值）。
6. 对于模板中的通用引用TD&& t, 若直接用TD和t, 则覆盖了foward的合理情况。(通用引用模板相当于生成TE&&和TE&两个模板，由于分别给左值和右值)。

二、std::forward 转化规则（模板中最好仅用于T&&，详解为什么）

std::forward 的作用为：条件转化为右值，一般在含通用引用的模板中使用：

1. std::forward(t)的转化依赖Type类型：

// forward的其中一个实现
template<typename Tp>
forward(typename remove_reference<Yp>::type& _t) no except{
return static_cast<Tp&&>(t);}
//其完整的行为如下（不考虑const）
std::forward<TE>(...)
=> TE&&
(Tp = TE)总转化为右值，结合其定义会令人困惑
std::forward<TE&>(TE&)
=> TE&
(Tp = TE&,
有 &
&& == & )
std::forward<TE&&>(...)
=> TE&&
(Tp = TE&&, 有 && && == &&)
//其余非法forward<TE&>(TE&&)，不能将右值forward为左值引用 

2. 在含TD&&模板中，很好的适配Type-Deduction:

template<typename T>
void foo(T&& t){
std::forward<T>(t);
}
T的类型为TE或TE&,对应t类型为TE&&或TE&,forward对应forward类型TE&&,TE&，见附录。

TE&& -> TE&&
const TE& -> const TE&
TE&/TE -> TE&

三、 关于const TE &&的作用

const TE&& 不是特别make sense，在对const 使用std::move和移动构造函数很违反逻辑，为什么能移动却叫const呢？而且const-rvalue-ref能做的const-lvalue-ref也能做。搜尽资料，const-rvalue-ref运用的地方有：

1. 用于disable一些东西，std::reference_wrapper可以将T变为引用（其实现是提取了指针）。为了使用方便cref()和ref()用于创建并返回std::reference_warpper 。但这两个函数对于rvalue是disallow的：

template<class T>
void ref(const T&&) = delete; //同cref

2. 这是我思考的一种情形，不知道有没有应用场景。一个类disable了复制构造函数，但enable移动构造函数，此时需要绑定const T&&用于构造const类型

class Example
{
public：
Example();
Example(const Example& e) = delete;
Example(const Example&& e){};
};
const Example e;
const Example moveE(std::move(e));
//此时匹配const T&&

四、 如何区分universial reference 还是 rvalue reference

对于需要Type-Deduction的地方为universial reference。
对于实体类型，为rvalue reference。

template<typename T>
void func(std::remove_reference<T>::type&& t){} // is rvalue ref, not universal ref

五、 reference之间的赋值关系(细节)

注：有名字的右数值引用用TE&&表示，右值代指无名的变量。

// 以下初始化赋值成立（同理函数参数绑定也一样规则）：
TE&
<- TE,TE&,TE&&
const TE&
<- TE,TE&,TE&&,const TE,const TE&,const TE&&,右值
TE&&
<- std::forward(TE&&),右值
const TE&& <- std::forward(TE&&),std::forward(const TE&&),右值
// 以下非初始化赋值成立
TE&
<- TE,const TE,TE&,const TE&,TE&&,const TE&&,右数值
TE&
<- TE,const TE,TE&,const TE&,TE&&,const TE&&,右数值

六、 附录Boost打印结果：

一般情况

int&& RR = 1;
RR
=> int && 但行为像int&
int&
R
= RR;
R
=> int&
std::forward<int>(...)
ret => int&&
std::forward<int&>(TE&)
ret => int&
std::forward<int&&>(...) ret => int&&
//其余（T=TE&，t=TE&&）非法

TD&&的模板

template<typname T>
void func(T&& t) {}
int
V
= 1;
int&
R
= V;
int&& RR = 1;
//类型：
T
t
forward<T>(t)
func(1) :
int
int&&
int&&
func(V) :
int&
int&
int&
func(R) :
int&
int&
int&
func(RR):
int&
int&
int&
func(std::forward<int>(RR)):
int
int&&
int&&

TE&&的函数

void func(int&& t){};
//仅能通过如下调用：
func(1);
func(std::move(A));
func(std::forward<int>(A));

TD&的模板(注意T和forward，在此模板不要随便用forward)

template<typname T>
void func(T& t) {}
int
V
= 1;
int&
R
= V;
int&& RR = 1;
//类型：
T
t
forward<T>(t)!!!(ATTENTION)
func(1) :
no
func(V) :
int
int&
int&&
func(R) :
int
int&
int&&
func(RR):
int
int&
int&&
func(std::forward<int>(RR)):
no

最后

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