std::forwardについて

下記構文で、std::forwardをする意味は何でしょうか？

template <typename Time = std::chrono::microseconds,
    typename Clock = std::chrono::high_resolution_clock>
    struct perf_timer
{
    template <typename F, typename... Args>
    static Time duration(F&& f, Args... args)
    {
        auto start = Clock::now();

        std::invoke(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...);

        auto end = Clock::now();

        return std::chrono::duration_cast<Time>(end - start);
    }
};

行動規範の内容に同意します

回答4件

関数テンプレートの引数に現れる && はユニバーサル参照といわれるものです。実引数によって右辺値参照にも左辺値参照にもなります。つまり、左辺値にも右辺値にも対応した関数になるというわけです。

しかし、「右辺値参照は左辺値」という性質があるので std::forward を介さずにそのまま std::invoke に渡したら常に左辺値参照として受け取られてしまいます。 std::forward は右辺値参照の場合は右辺値に、左辺値参照の場合は左辺値にキャストしなおす機能です。 duration 関数が受け取ったときの左辺値・右辺値の区別を伝播させるために std::forward を使うのです。

が、この場合に args は参照で受け取っていないので std::forward を適用した結果は常に右辺値参照になります。 std::move で書いてもたぶん同じじゃないですかね。

投稿2020/08/06 05:42

SaitoAtsushi

総合スコア5444

yohhoy

2020/08/06 05:45

Args&&... ではなく Args... となっていることに今気づきました！

Y.R.T

2020/08/06 05:59

構文の std::invoke(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...); が無かったらどのような影響がでますか？

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

こんにちは。

テンプレート引数Fを使った F&& f はユニバーサル参照と言って、右辺値と左辺値の両方を受け取れます。（普通の関数で例えばint&& xの時は右辺値だけなのですが、テンプレートの場合は異なります。）

さて、超頭が痛くなりそうな話ですが、右辺値参照型の変数は式の左辺におけます（代入できる）から「左辺値」です。（右辺値には代入できません。当たり前です。1=2;などとできるわけないですね。）
ですので、duration()のfが右辺値参照だった場合でも、std::invoke(f, 略);と渡すとfは左辺値として渡されてしまいます。

しかし、std::invokeが右辺値参照を受け取れるなら、fが右辺値参照だったら右辺値参照として、fが左辺値参照だったら左辺値として渡したいです。それを行うのが std::forwardです。

↓昔書いた解説です。十分に分かりやすいとまでは言えないのですが、多少は役に立つかもです。
２．ところで右辺値参照は左辺値です
 ２．std::forwardで左辺値と右辺値を中継

右辺値参照は実は左辺値とか言われると右辺値参照とか意味ないじゃんって感じるかも知れません。
でもこれは関数オーバーロードの使い方を広げる便利な仕組みです。
コピーとムーブを明確に分けて記述でき、しかも呼び出し側が右辺値（≒一時変数）ならムーブしてよいことが自明なので自動的にムーブが呼ばれるという便利な仕組みです。

投稿2020/08/06 06:01

Chironian

総合スコア23272

Y.R.T

2020/08/06 06:09

皆さんご丁寧に教えていただき、ありがとうございます。大変勉強になりました。

行動規範の内容に同意します

std::forwardをする意味は何でしょうか

ムーブ操作のみサポートする型（たとえばstd::unique_ptr）を扱うために、std::forwardによる~~完全転送が必要となります。~~
訂正：オリジナルコードでは Args&&... ではなく Args... となっているため、std::forward<Args>(args)... は完全転送とは異なる動きになりますね。（第一引数F&&は
std::forward<F>(f)で完全転送）

C++
1void f(std::unique_ptr<int> up)
2{
3    std::cout << "f: *up=" << *up << "\n";
4}
5
6int main()
7{
8    auto up = std::unique_ptr<int>{new int(100)};
9    auto d = perf_timer<>::duration( f, std::move(up) );
10    std::cout << "elapsed=" << d.count() << " [usec]";
11}