C++11右值引用产生的一揽子问题

为什么引入右值引用？

为什么要引入右值引用？为了引入移动语义。移动操作防止copy，性能优化

但是右值引用引入之后又引出了许多问题

在C++中，左值引用初始化右值和引用的引用是禁止的，但是有一种情况下会造成左值引用初始化右值与引用的引用，即模板实参推断(typedef也能）。（注意，若明确调用模板函数不会触发模板实参推断）

template<typename T>
void fun(T &&uref){ }

int main()
{
    int a = 1;
    int &ref = a;
    fun(ref)   //此时，模板函数fun的【模板参数T被推断为int &】，则fun函数的参数类型为int & &&
}  //即出现了左值引用初始化右值 和 引用的引用是禁止

为了方便代码复用（好处是这个，这也是模板的目标），C++11支持了这两个特例（只能应用于模板实参推断造成的情况下）。标准库的std::move就用到了这个特性，可以非常方便地让我们实现接收任何类型转化为右值

具体如何方便就是下面的内容

再次强调，以下所有特性只支持编译器对模板实参进行推断造成的情况下，不能用户自己定义，也不能显示声明模板参数，否则不会触发模板实参推断

准备：两个特例

因此，C++11为这两种情况下开了特例

①左值引用初始化右值：当我们将一个左值传递给函数的右值引用参数，且此右值指向模板类型参数（如T&&）时，编译器推断模板类型参数为实参的左值引用类型

②引用的引用：如果间接造成了（模板实参推断/typedef）一个引用本身来初始化另一个引用，那么这种情况是支持的，且会发生引用折叠。

注意引用的引用和用引用的对象来初始化另一个引用的区别：

int &b=c; int &a=b; //这是用b引用的对象c来初始化a引用，即新引用a指向对象c
int &b=c; int & &a=b; //这是用b引用本身来初始化a引用，即新引用a指向引用b 
//引用底层是个指针，所以这么也是合情合理的
//但上面第二行是错的，不能自己定义，只有编译器造成的这两个特例被支持。这里只是演示一下。

有了这两个特例，引用的引用就出现了四种情况：R2R,L2L,R2L,L2R

X& &  //左值引用的左值引用 L2L 
X& &&  //右值引用的左值引用 R2L
X&& &  //左值引用的右值引用 L2R
X&& &&  //右值引用的右值引用 R2R

但实际上X& &和X& &&是不一定会发生的（不同编译器实现方式不同，见下面一段），因为这种情况下会被推断为用引用指向的对象初始化形参，避免了引用的引用。而后面几种就无法避免了，因为用左值（左值引用，右值引用都是左值）来初始化右值是无法成立的，所以只能被推断为用引用本身来初始化引用，这就成了引用的引用了。

对于用一个int&来初始化T&，其结果是一定的，初始化后模板函数的形参肯定为int&，但有两种可能的实现方式：①通过模板参数推断，T是int&指向的对象类型int（即推断实参为int来初始化形参），于是函数形参就是int& ②模板参数推断T为int&，即推断实参为int&来初始化形参，于是函数形参就是int& &，也就是引用的引用，触发引用折叠，变为int&。不通编译器的具体底层实现可能不一样，但它们的结果是一致的。

引用折叠

对于模板参数，引用的引用有四种情况，那就要写四个重载，非常麻烦

为了简化四种情况，引入引用折叠

引用折叠将模板实参推断后的函数参数表X& &,X& &&,X&& &折叠为左值，将X&& &&折叠为右值

万能引用

引用折叠的好处是，对于模板参数T，若模板函数参数表为T&&就可以同时接收左值和右值

这个 T&&就是指向模板参数类型的右值引用函数参数，即万能引用

因为X& &&折叠为X&，X&& &&折叠为X&&，正好模板实参T推断出来是左值X&则函数参数就折叠为左值，模板实参推断出来是右值X&&则函数参数就折叠为右值

万能引用就用到了上面：左值引用本身初始化右值特例+引用的引用特例+引用折叠特性三种编译器支持特性

const T&也可以同时接收左值和右值，但是它无法修改引用的对象，使用很局限。

完美转发

完美转发即是std::forward()，修补了引入右值带来的右值短暂无法保持的问题。

右值一但沾上左值（比如传参，引用本身也是左值），就会变成左值。所以为了保持右值属性，就可以使用完美转发

完美转发：万能引用，左进左出，右进右出。当用于一个指向模板参数类型的右值引用函数参数（T&&；即万能引用）时，forward会保持实参类型的所有细节（左右值、const）

完美转发最有用的场合是配合万能引用使用的，因为万能引用才能一种形式同时可以接收左值右值const非const，所以才会向用到forward来保持特性。对于非万能引用的情况也能用，但和用move区别不大。

eg：

/*forward结合万能引用进行模板编程，大大提高程序复用性*/
template<typename T>
void fun1(T &&obj){  }

template<typename T>
void fun(T &&obj)  
{
    fun1(std::forward<T&&>(obj));  
}

int main()
{
    Obj obj;
    fun(std::move(obj));  //传右值引用ok
    Obj &ref = obj;  
    fun(ref);  //传左值引用ok
    fun(obj); //直接传左值变量，这里没有用到折叠，而是只用到了特例1：允许将一个左值传递给函数的右值引用参数，且此右值指向模板类型参数
}

上面fun和fun1的函数参数都是万能引用T&&，可以接收各种属性的值，然后再用forward保持传入特性，让我们方便对各种属性的值进行处理又不丢失属性。

下面是一般函数中保持右值属性。

/*这么用也彳亍，但用move也没区别，不过，为了语义明确，保持属性的常见推荐用forward*/
void fun1(Obj &&obj){  }
void fun(Obj &&obj)
{
    fun1(std::forward<Obj&&>(obj));  //main中传入右值，则保持右值特性，所以才能调用fun1函数
}
 int main()
 {
     Obj obj;
     fun(std::move(obj));
 }

move与forward

move本质上是通过static_cast<T&&>完成左值到右值的转换。std::move的参数表是一个万能引用，这样std::move就可以同时接受左值和右值。（若传入右值，则无事发生）

forward的实现和move是差不多的，唯一区别就是模板参数处理不同。

std::forward需要显示声明模板参数

为了保持右值性，为何用forward不用move？

①forward还能保持const特性

②move是任何值强制转换为右值；forward是保持属性，原来实参是左值就返回左值，原来实参是右值就返回右值，虽然实现很相似，但功能性是完全不同的

引用折叠、万能引用、完美转发