perfect-forwarding.rst

Perfect Forwarding

目錄

• 介紹
  • Perfect Forwarding
  • std::forward
  • emplace
  • 搭配 Variadic Template
• 結論
• 參考

介紹

Perfect Forwarding

Perfect Forwarding 指的是函式可以原封不動 （保持原 lvalue/rvalue 性質）地把資料傳給真正要建立的地方， 藉此可以省去中間傳遞時不必要的複製。

std::forward

std::forward 是一個 conditional cast， 如果傳入的參數原本是 rvalue 的話， 才會進行轉換， 把它轉成 rvalue。

相對的 std::move 是無論如何都會把傳入的參數轉成 rvalue。

template<class T>
void wrapper(T&& arg)   // universal reference
{
    // arg is always lvalue
    foo(std::forward<T>(arg)); // Forward as lvalue or as rvalue, depending on T
}

emplace

在 C++11 之後 STL 內的資料結構都多了 emplace 相關的函式可以呼叫， 以 vector 為例：

• push_back(mystring) ：copy
• push_back(std::move(mystring)) ：move
• emplace_back(mystring) ：copy，等同於 push_back(mystring)
• emplace_back(std::move(mystring)) ：move，等同於 push_back(std::move(mystring))
• emplace_back("mydata") ：in-place construction

使用 emplace 版本的結果可能會等同於原本的版本， 但在直接傳入內部資料時， emplace 版本就會比較有效率。

搭配 Variadic Template

template<typename... Args>
void stepper::rturn(Args&&... args) const
{
    turn(std::forward<Args>(args)..., true);
}

結論

• 對 rvalue reference 使用 std::move

  • Widget&& 是 rvalue reference
  • vector<T>&& 是 rvalue reference

• 對 universal reference 使用 std::forward

  • T&& 是 universal reference
  • auto&& 是 universal reference

• 如果是會被 RVO/NRVO 優化掉的 local 物件，不要套用 std::move 或 std::forward

rvalue reference:

class Widget {
public:
    Widget(Widget&& rhs)    // rhs is rvalue reference
    : name(std::move(rhs.name)),
      p(std::move(rhs.p))
    { ... }
    ...

private:
    std::string name;
    std::shared_ptr<SomeDataStructure> p;
};

universal reference:

class Widget {
public:
    template<typename T>
    void setName(T&& newName)   // universal reference
    { name = std::forward<T>(newName); }
    ...
};

參考

• cppreference - std::forward
• cppreference - std::move
• cppreference - std::move_if_noexcept
• cppreference - std::vector::emplace
• cppreference - std::vector::emplace_back
• cppreference - Parameter pack
• Wikipedia - Variadic Template