Item 24: Distinguish universal references from rvalue references

为了声明指向某类型T的右值引用，你会写T&&。这会使我们在看到源码种出现“T&&”时，就认为是一个右值引用。但，没那么简单：

void f(Widget&& param);             // rvalue referenceWidget&& var1 = Widget();           // rvalue referenceauto&& var2 = var1;                 // not rvalue referencetemplate<typename T>
void f(std::vector<T>&& param);     // rvalue referencetemplate<typename T>
void f(T&& param);                  // not rvalue reference

事实上，“T&&” 有两种不同的涵义。当然，其中一个是右值引用的意思。这种引用行为就是你所期望的：它们只绑定到右值上去，并且它们的主要职责就是去明确一个对象是可以被move的。
“T&&” 的另一种含义是，则表示其既可以是右值引用，也可以是左值引用。带有这种含义的引用在代码中形如右值引用(即 “T&&”)，但它们能表现的像左值引用一样(即 “T&”)。这种双重特性使之既可以绑定到右值(如右值引用)，也可以绑定到左值(左值引用)。此外，它们也可以绑定到const对象或非const对象，以及volatile对象或非volatile对象，甚至绑定到既带有const又带有volatile属性的对象。它们几乎可以绑定到任何东西。我们称这种史无前例的灵活性的引用为万能引用【Item 25将会解释万能应用几乎总是需要应用std::forward。目前C++ 委员会的一些成员开始称其为转发引用(forwarding references)】。

万能引用出现在两种场景下。最常用的场景是函数模板参数，比如上面的代码：

template<typename T>
void f(T&& param);              // param is a universal reference

另外一种场景是auto声明，比如上面代码中的：

auto&& var2 = var1;             // var2 is a universal reference

这两种场景的共同之处，在于它们都涉及到类型推导。在模板f中，param的类型是推导得到的，而在var2的声明语句中，var2的类型也是推导得到的。相比之下，下面的例子就不涉及到类型推导。如果你看到没有类型推导的 “T&&” 时，那么就是右值引用：

void f(Widget&& param);         // no type deduction;// param is an rvalue referenceWidget&& var1 = Widget();       // no type deduction;// var1 is an rvalue reference

因为万能引用也是引用，所以它必须被初始化。万能应用的初始化物(initializer)决定了它代表的是左值引用还是右值引用。如果initializer是右值，万能引用相当于右值引用，如果initializer是左值，则万能应用相当于左值引用。对于作为函数形参的万能引用而言，初始化物(initializer)在调用出提供：

template<typename T>
void f(T&& param);            // param is a universal referenceWidget w;
f(w);                         // lvalue passed to f; param's type is// Widget& (i.e., an lvalue reference)f(std::move(w));              // rvalue passed to f; param's type is// Widget&& (i.e., an rvalue reference)

要使一个引用成为万能引用，类型推导是必要非充分条件。引用声明的形式也必须正确无误，且该形式被限定的很死：必须形如 “T&&” 才行【换一种好理解的表述：如果函数模板形参具备T&&格式，且T类型是推导而来，或者对象使用auto&&声明其类型，则该形参或对象就是个万能引用】。再看一次这个我们之前在示例代码中看过的例子：

template<typename T>
void f(std::vector<T>&& param);  // param is an rvalue reference

当f被调用时，类型T将被推导(除非调用者显示指明了类型，这是一种我们不必关心的边界情况)，但paramr的类型声明形式不是 “T&&”，而是 “std::vector&&”。这就排除了param是万能引用的可能性。因此，param是一个右值引用，如果你尝试向f传递左值，编译器会很乐意为你确认出来:

std::vector<int> v;
f(v);                       // error! can't bind lvalue to// rvalue reference

即使是一个const修饰的存在，也足以褫夺一个引用成为万能引用的资格：

template<typename T>
void f(const T&& param);    // param is an rvalue reference

如果在模板内看到一个函数的形参类型写作 “T&&”，你可能想当然的认为它肯定是一个哇能引用。其实不然。因为位于模板内并不保证一定涉及类型推导，考虑如下代码：

template<class T, class Allocator = allocator<T>>   // from C++
class vector {                                      // Standards
public:void push_back(T&& x);…
};

push_back的形参格式虽然符合万能引用的格式，但是并不涉及类型推导。因为push_back不能存在于vector的特定实例之外，并且实例的类型就完全能决定push_back的声明类型了。也就是说：

std::vector<Widget> v;

使得std::vector模板被实例化为下面这样：

class vector<Widget, allocator<Widget>> {public:void push_back(Widget&& x);             // rvalue reference…
};

现在你能清楚地发现push_back没有用到类型推导。所以这个push_back是指向T的右值引用。

std::vector中还有一个与push_back概念类似的emplace_back就涉及到了类型推导：

template<class T, class Allocator = allocator<T>>   // still from
class vector {                                      // C++
public:                                             // Standardstemplate <class... Args>void emplace_back(Args&&... args);…
};

在这里，类型参数Args独立于vector的类型参数T，所以每次emplace_back被调用的时候，Args必须被推导。（好吧，Args事实上是一个参数包，不是一个类型参数，但是为了讨论的目的，我们能把它视为一个类型参数。）

前面提到过aoto变量也可以作为万能引用。准确地说，声明为auto&&类型的变量都是万能引用，因为它们既涉及到类型推导，也有正确的格式(“T&&”)。 auto万能引用在C++ 11中没有像函数模板形参的万能引用那么常见，但是在C++ 14中却经常出现，尤其是写一个lambda表达式：

auto timeFuncInvocation =[](auto&& func, auto&&... params)                       // C++14{// start timer;std::forward<decltype(func)>(func)(                 // invoke funcstd::forward<decltype(params)>(params)...       // on params);// stop timer and record elapsed time;};

也许你会对“std::forward<decltype(blah blah blah)>”这种形式的代码迷惑，不过没关系，Item 33中会有详细展示。

其实呢，本条款所说的万能引用是一个抽象的说法，它底层的真相被称为“引用折叠”。Item 28会专门讲这个问题。之所以本条款讨论了万能引用和右值引用的区别，目的是为了我们能更精准的阅读代码（“我看到的T&&只能绑定到右值上，还是能绑定到所有东西上呢？”），并且在你和同事讨论的时候，它能让你避免歧义。（“我在这里使用一个universal引用，不是一个右值引用…”）。它也能让你搞懂Item 25和Item 26的意思，这两个Item都依赖于这两个引用的区别。另外，掌握万能引用的概念会比了解引用折叠的技术细节是个更好的选择。

Things to Remember

如果函数模板形参具备T&&格式，并且T类型是推导而来，或者对象使用auto&&声明其类型，则该形参或对象就是个万能引用；
如果类型声明并不精确的匹配type&&格式，类型推导没有发生，type&&就代表右值引用；
如果采用右值初始化万能引用，就会得到一个右值引用；如果用左值初始化万能引用，就会得到一个左值引用；

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