c++ - 为什么 std::forward 返回 static_cast 而不是 static_cast？

Question

让我们有一个名为 Y 的重载函数:

void Y(int& lvalue)
{ cout << "lvalue!" << endl; }

void Y(int&& rvalue)
{ cout << "rvalue!" << endl; }

现在，让我们定义一个类似于 std::forward 的模板函数

template<class T>
void f(T&& x)
{
   Y( static_cast<T&&>(x) );   // Using static_cast<T&&>(x) like in std::forward
}

现在看看 main()

int main()
{
   int i = 10;

   f(i);       // lvalue >> T = int&
   f(10);      // rvalue >> T = int&&
}

正如预期的那样，输出是

lvalue!
rvalue!

现在回到模板函数 f()并替换 static_cast<T&&>(x)与 static_cast<T>(x) .让我们看看输出:

lvalue!
rvalue!

都是一样的!为什么？如果它们相同，那为什么 std::forward<>从 x 返回一个类型转换至T&& ?

Answer 1

左值与右值分类保持不变，但效果完全不同(并且值类别确实发生了变化 - 尽管在您的示例中不是以可观察的方式)。让我们回顾一下这四种情况:

template<class T>
void f(T&& x)
{
    Y(static_cast<T&&>(x));
}

template<class T>
void g(T&& x)
{
    Y(static_cast<T>(x));
}

如果我们调用 f带有左值，T将推断为一些 X& ，所以类型转换引用折叠 X& && ==> X& ，所以我们最终得到相同的左值并且没有任何变化。

如果我们调用 f带有右值，T将推断为一些 X所以 Actor 只是转换x对 x 的右值引用, 所以它变成了一个右值(特别是一个 xvalue)。

如果我们调用 g使用左值，所有相同的事情都会发生。没有必要折叠引用，因为我们只是使用 T == X& ，但类型转换仍然是空操作，我们仍然得到相同的左值。

但是如果我们调用 g使用右值，我们有 static_cast<T>(x)这将复制 x .该拷贝 是 一个右值(正如您的测试所验证的那样 - 除了现在它是一个纯右值而不是一个 xvalue)，但它充其量是一个额外的、不必要的拷贝，并且会导致编译失败(如果 T 是可移动但不可复制)在最坏的情况下。与 static_cast<T&&>(x) ，我们正在转换到一个引用，它不会调用拷贝。

这就是我们这样做的原因T&& .