Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

Универсальные ссылки возникают в двух контекстах. Наиболее распространенным являются параметры шаблона функции, такие как в приведенном выше примере кода:

template

void f(T &&param); // param - универсальная ссылка

Вторым контекстом являются объявления auto, включая объявление из приведенного выше примера кода:

auto &&var2 = var1; // var2 - универсальная ссылка

Общее в этих контекстах — наличие вывода типа . В шаблоне fвыводится тип param, а в объявлении var2выводится тип переменной var2. Сравните это с приведенными далее примерами (также взятыми из приведенного выше примера кода), в которых вывод типа отсутствует. Если вы видите “ T&&” без вывода типа, то вы смотрите на rvalue-ссылку:

void f(Widget &&param); // Вывод типа отсутствует;

// param - rvalue-ссылка

Widget &&var1 = Widget(); // Вывод типа отсутствует;

// var1 - rvalue-ссылка

Поскольку универсальные ссылки являются ссылками, они должны быть инициализированы. Инициализатор универсальной ссылки определяет, какую ссылку она представляет: lvalue-ссылку или rvalue-ссылку. Если инициализатор представляет собой rvalue, универсальная ссылка соответствует rvalue-ссылке. Если же инициализатор является lvalue, универсальная ссылка соответствует lvalue-ссылке. Для универсальных ссылок, которые являются параметрами функций, инициализатор предоставляется в месте вызова:

template

void f(T&& param); // param является универсальной ссылкой

Widget w;

f( w); // В f передается lvalue; тип param -

// Widget& (т.e. Lvalue-ссылка)

f( std::move(w)); // В f передается rvalue; тип param -

// Widget&& (т.e. rvalue-ссылка)

Чтобы ссылка была универсальной, вывод типа необходим, но не достаточен. Вид объявления ссылки также должен быть корректным, и этот вид достаточно ограничен. Он должен в точности имеет вид “ T&&”. Взглянем еще раз на пример, который мы уже рассматривали ранее:

template

void f( std::vector&&param); // param - rvalue-ссылка

Когда вызывается f, тип Tвыводится (если только вызывающий код явно его не укажет, но этот крайний случай мы не рассматриваем). Однако объявление типа paramне имеет вида “ T&&”; оно представляет собой std::vector&&. Это исключает возможность для param быть универсальной ссылкой. Следовательно, paramявляется rvalue-ссылкой, что ваши компиляторы с удовольствием подтвердят при попытке передать в функцию flvalue:

std::vector v;

f(v); // Ошибка! Невозможно связать lvalue

// с rvalue-ссылкой

Даже простого наличия квалификатора constдостаточно для того, чтобы отобрать у ссылки звание универсальной:

template

void f( constT&& param); // param - rvalue-ссылка

Если вы находитесь в шаблоне и видите параметр функции с типом “ T&&”, вы можете решить, что перед вами универсальная ссылка. Но вы не должны этого делать, поскольку размещение в шаблоне не гарантирует наличие вывода типа. Рассмотрим следующую функцию-член push_backв std::vector:

template

class Allocator = allocator> // Из стандарта С++

class vector {

public:

void push_back( T&&x);

…

};

Параметр push_back, определенно, имеет верный для универсальной ссылки вид, но в данном случае вывода типа нет. Дело в том, что push_backне может существовать без конкретного инстанцированного вектора, частью которого он является; а тип этого инстанцирования полностью определяет объявление push_back. Другими словами, код

std::vector v;

приводит к следующему инстанцированию шаблона std::vector:

class vector> {

public:

void push_back( Widget&&x); // rvalue-ссылка

…

};

Теперь вы можете ясно видеть, что push_backне использует вывода типа. Эта функция push_backдля vector(их две — данная функция перегружена) всегда объявляет параметр типа “rvalue-ссылка на T”.

В противоположность этому концептуально подобная функция-член emplace_backв std::vector выполняет вывод типа:

template

class Allocator = allocator> // Из стандарта С++

class vector {

public:

template

void emplace_back( Args&&... args);

…

};

Здесь параметр типа Argsне зависит от параметра типа вектора T, так что Argsдолжен выводиться при каждом вызове emplace_back. (Да, в действительности Argsпредставляет собой набор параметров, а не параметр типа, но для нашего рассмотрения его можно рассматривать как параметр типа.)

Тот факт, что параметр типа emplace_backимеет имя Argsи является при этом универсальным указателем, только усиливает мое замечание о том, что универсальная ссылка обязана иметь вид “ T&&”. Вы не обязаны использовать в качестве имени T. Например, приведенный далее шаблон принимает универсальную ссылку, поскольку она имеет правильный вид (“ type&&”), а тип paramвыводится (опять же, исключая крайний случай, когда вызывающий код явно указывает тип):

template // param является

void someFunc( MyTemplateType&&param); // универсальной ссылкой

Ранее я отмечал, что переменные autoтакже могут быть универсальными ссылками. Чтобы быть более точным, переменные, объявленные с типом auto&&, являются универсальными ссылками, поскольку имеет место вывод типа и они имеют правильный вид (“ T&&”). Универсальные ссылки autoне так распространены, как универсальные ссылки, используемые в качестве параметров шаблонов функций, но они также время от времени возникают в C++11. Гораздо чаще они возникают в C++14, поскольку лямбда-выражения С++ 14 могут объявлять параметры auto&&. Например, если вы хотите написать лямбда-выражение С++14 для записи времени, которое занимает вызов произвольной функции, можете сделать это следующим образом:

auto timeFuncInvocation =

[](auto&& func, auto&&... params) // С++14

{

Запуск таймера;

std::forward(func)( // Вызов func

std::forward(params)... // с params

);

Останов таймера и запись времени;

};

Если ваша реакция на код “ std::forward” внутри лямбда-выражения — “Что за @#$%?!!”, то, вероятно, вы просто еще не читали раздел 6.3. Не беспокойтесь о нем. Главное для нас сейчас в этом лямбда-выражении — объявленные как auto&&параметры. funcявляется универсальной ссылкой, которая может быть связана с любым вызываемым объектом, как lvalue, так и rvalue. params представляет собой нуль или несколько универсальных ссылок (т.e. набор параметров, являющихся универсальными ссылками), которые могут быть связаны с любым количеством объектов произвольных типов. В результате, благодаря универсальным ссылкам auto, лямбда-выражение timeFuncInvocationв состоянии записать время работы почти любого выполнения функции. (Чтобы разобраться в разнице между “любого” и “почти любого”, обратитесь к разделу 5.8.)