本文轉發至：C++中的萬能引用和完美轉發
- 閱讀這篇博文需要了解C++中的左值（lvalue）和右值（rvalue）的概念，詳情參見我的另外一篇博文：C++移動語義及拷貝優化
- 萬能引用和完美轉發多涉及到模板的使用，如若不是自己寫模板，則可不用關心
萬能引用（Universal Reference）
首先，我們來看一個例子：
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
template<typename T>
void func(T& param) {
cout << param << endl;
}
int main() {
int num = 2019;
func(num);
return 0;
}
這樣例子的編譯輸出都沒有什么問題，但是如果我們修改成下面的調用方式呢？
int main() {
func(2019);
return 0;
}
則會得到一個大大的編譯錯誤。因為上面的模板函數只能接受左值或者左值引用（左值一般是有名字的變量，可以取到地址的），我們當然可以重載一個接受右值的模板函數，如下也可以達到效果。
template<typename T>
void func(T& param) {
cout << "傳入的是左值" << endl;
}
template<typename T>
void func(T&& param) {
cout << "傳入的是右值" << endl;
}
int main() {
int num = 2019;
func(num);
func(2019);
return 0;
}
輸出結果：
傳入的是左值傳入的是右值
第一次函數調用的是左值得版本，第二次函數調用的是右值版本。但是，有沒有辦法只寫一個模板函數即可以接收左值又可以接收右值呢？
C++ 11中有萬能引用（Universal Reference）的概念：使用T&&類型的形參既能綁定右值，又能綁定左值。
但是注意了：只有發生類型推導的時候，T&&才表示萬能引用；否則，表示右值引用。
所以，上面的案例我們可以修改為：
template<typename T>
void func(T&& param) {
cout << param << endl;
}
int main() {
int num = 2019;
func(num);
func(2019);
return 0;
}
引用折疊（Universal Collapse）
萬能引用說完了，接着來聊引用折疊（Univers Collapse），因為完美轉發（Perfect Forwarding）的概念涉及引用折疊。一個模板函數，根據定義的形參和傳入的實參的類型，我們可以有下面四中組合：
- 左值-左值 T& & # 函數定義的形參類型是左值引用，傳入的實參是左值引用
- 左值-右值 T& && # 函數定義的形參類型是左值引用，傳入的實參是右值引用
- 右值-左值 T&& & # 函數定義的形參類型是右值引用，傳入的實參是左值引用
- 右值-右值 T&& && # 函數定義的形參類型是右值引用，傳入的實參是右值引用
但是C++中不允許對引用再進行引用，對於上述情況的處理有如下的規則：
所有的折疊引用最終都代表一個引用，要么是左值引用，要么是右值引用。規則是：如果任一引用為左值引用，則結果為左值引用。否則（即兩個都是右值引用），結果為右值引用。
即就是前面三種情況代表的都是左值引用，而第四種代表的右值引用。
完美轉發（Perfect Forwarding）
下面接着說完美轉發（Perfect Forwarding），首先，看一個例子：
#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
template<typename T>
void func(T& param) {
cout << "傳入的是左值" << endl;
}
template<typename T>
void func(T&& param) {
cout << "傳入的是右值" << endl;
}
template<typename T>
void warp(T&& param) {
func(param);
}
int main() {
int num = 2019;
warp(num);
warp(2019);
return 0;
}
猜一下，上面的輸出結果是什么？
傳入的是左值傳入的是左值
是不是和我們預期的不一樣，下面我們來分析一下原因：
warp()函數本身的形參是一個萬能引用，即可以接受左值又可以接受右值；第一個warp()函數調用實參是左值，所以，warp()函數中調用func()中傳入的參數也應該是左值；第二個warp()函數調用實參是右值，根據上面所說的引用折疊規則，warp()函數接收的參數類型是右值引用，那么為什么卻調用了調用func()的左值版本了呢？這是因為在warp()函數內部，左值引用類型變為了右值，因為參數有了名稱，我們也通過變量名取得變量地址。
那么問題來了，怎么保持函數調用過程中，變量類型的不變呢？這就是我們所謂的“完美轉發”技術，在C++11中通過std::forward()函數來實現。我們修改我們的warp()函數如下：
template<typename T>
void warp(T&& param) {
func(std::forward<T>(param));
}
則可以輸出預期的結果。