c++ - 通过函数指针间接完美转发？

Question

让我们考虑普通的完美转发:

class Test
{
public:
    Test() = default;
    Test(Test const&) { std::cout << "copy\n"; }
    Test(Test&&)      { std::cout << "move\n"; }
};

void test(Test)
{ }

template <typename T>
void f(T&& t)
{
    test(std::forward<T>(t));
}

int main()
{
    std::cout << "expect: copy\n";
    Test t;
    f(t);
    std::cout << "expect: move\n";
    f(Test());
    return 0;
}

到目前为止一切都很好。但是如果我们现在引入一个函数指针，我会遇到一个问题，我似乎无法声明 universal (forwarding) references :

    decltype(&f<Test>) ptr = &f<Test>;
    // above produces ordinary r-value references
    // making below fail already on compilation:
    ptr(t);

模板函数指针也会出现问题:

template <typename T>
void(*ptr)(T&& t) = &f<T>; // again resolved to r-value reference

首先，它们也解析为纯右值引用，此外它们定义了一堆指针而不是单个指针，使得该方法在类范围内不可用:

class C
{
    template <typename T>
    void(*ptr)(T&& t); // fails (of course...)
};

现在的问题是:是否有可能通过函数指针进行间接完美转发？

承认，已经担心答案是“不”(目前回落到左值引用)，但仍然希望忽略某些地方......

Answer 1

转发引用不仅仅是一个假设的概念。它是一种特定类型的右值引用的名称，该类型在模板参数推导中具有特殊的推导规则。

具体根据[temp.deduct.call]/3 :

A forwarding reference is an rvalue reference to a cv-unqualified template parameter that does not represent a template parameter of a class template (during class template argument deduction ([over.match.class.deduct])). If P is a forwarding reference and the argument is an lvalue, the type “lvalue reference to A” is used in place of A for type deduction.

除了这个特殊规则(以及 [temp.deduct.type] 中的另一个规则)之外，转发引用的行为就像任何其他右值引用一样。

特别是为 T 提供模板参数时，没有发生模板参数推导，直接执行替换。作为替代，应用通常的引用折叠规则。

所以f<Test>将产生函数参数 Test&&这是一个右值引用和 f<Test&>将产生函数参数 Test& (从 && 折叠到 Test& )。

这些也是在没有显式模板参数的函数调用中为右值参数和左值参数推导的模板参数。如果引用不是转发引用，则 T永远不能推导为引用，并且函数参数在替换后始终是右值引用。特别调整A引用中提到允许 T被推导为左值引用类型，以便折叠规则也将产生左值引用函数参数。

转发引用只能存在于模板中。模板的函数或特化不能具有转发引用。它们在某种程度上并不是与右值/左值引用不同的引用类别。它们仅通过为参数的不同值类别推导出不同类型并为每个值类别生成不同的特化来在模板中工作。

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因此，由于函数指针必须指向函数，而不是函数模板，因此在获取函数时必须决定要选择参数值类别的两个特化中的哪一个指针。

如果需要任何类型的推导，则函数指针无法提供该推导。相反，应该使用 lambda 或仿函数类型，它可以执行推导，并可以根据值类别选择要调用的函数或函数模板特化。