为什么一个完美的转发功能必须模板化？

Question

为什么以下代码有效：

template<typename T1>
void foo(T1 &&arg) { bar(std::forward<T1>(arg)); }

std::string str = "Hello World";
foo(str); // Valid even though str is an lvalue
foo(std::string("Hello World")); // Valid because literal is rvalue

但无效：

void foo(std::string &&arg) { bar(std::forward<std::string>(arg)); }

std::string str = "Hello World";
foo(str); // Invalid, str is not convertible to an rvalue
foo(std::string("Hello World")); // Valid

为什么示例 2 中的左值没有以与示例 1 中相同的方式解析？

另外，为什么标准认为需要在 std::forward中提供参数类型而不是简单地推导它很重要？无论类型如何，只需调用 forward 即可显示意图。

如果这不是一个标准的东西而只是我的编译器，那么我使用的是 msvc10，这可以解释糟糕的 C++11 支持。

编辑 1：将文字 "Hello World" 更改为 std::string("Hello World") 以创建右值。

Answer 1

首先，阅读本文以全面了解转发。 （是的，我将大部分答案委托给其他地方。）

总而言之，转发意味着左值保持左值，右值保持右值。您无法使用单一类型来做到这一点，因此您需要两种。因此，对于每个转发的参数，您需要该参数的两个版本，这需要该函数总共 2^N 个组合。您可以对函数的所有组合进行编码，但是如果您使用模板，那么系统会根据需要为您生成这些不同的组合。

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如果您正在尝试优化副本和移动，例如：

struct foo
{
    foo(const T& pX, const U& pY, const V& pZ) :
    x(pX),
    y(pY),
    z(pZ)
    {}

    foo(T&& pX, const U& pY, const V& pZ) :
    x(std::move(pX)),
    y(pY),
    z(pZ)
    {}

    // etc.? :(

    T x;
    U y;
    V z;
};

那么您应该停止并这样做：

struct foo
{
    // these are either copy-constructed or move-constructed,
    // but after that they're all yours to move to wherever
    // (that is, either: copy->move, or move->move)
    foo(T pX, U pY, V pZ) :
    x(std::move(pX)),
    y(std::move(pY)),
    z(std::move(pZ))
    {}

    T x;
    U y;
    V z;
};

您只需要一个构造函数。 指南：如果您需要自己的数据副本，请在参数列表中制作该副本；这使得调用者和编译器能够决定复制或移动。