转发时参考丢失（并且没有自动转换来拯救我） - 为什么？

Question

我正在编写一个工厂，用于使用基类的名称生成子类的实例，并将这个（模板化）工厂与我的类 Foo 一起使用。没关系整个代码，但本质上，工厂有一个从字符串到创建实例的函数的映射；模板参数控制这些函数采用哪些参数。在我的例子中，Foo 的 ctor 和 foo 的任何子类都采用 const Bar&，这就是 ctor 参数的可变参数模板所包含的内容。

我有：

template<typename SubclassKey, typename T, typename... ConstructionArgs>
class Factory {
public:
    using Instantiator = T* (*)(ConstructionArgs&&...);
private:
    template<typename U>
    static T* createInstance(ConstructionArgs&&... args)
    {
        return new U(std::forward<ConstructionArgs>(args)...);
    }
    using Instantiators = std::unordered_map<SubclassKey,Instantiator>;
    Instantiators subclassInstantiators;

public:
    template<typename U>
    void registerSubclass(const SubclassKey&  subclass_id)
    {
        static_assert(std::is_base_of<T, U>::value,
            "This factory cannot register a class which is is not actually "
            "derived from the factory's associated class");
        auto it = subclassInstantiators.find(subclass_id);

       if (it != subclassInstantiators.end()) {
            throw std::logic_error("Repeat registration of the same subclass in this factory.");
        }
        subclassInstantiators.emplace(subclass_id, &createInstance<U>);
    }
};

根据大众的需求，这里还有……

class Foo {
    using FooFactory = Factory<std::string, Foo, const Bar&>;
private:
    static FooFactory& getTestFactory() {
        static FooFactory kernel_test_factory;
        return kernel_test_factory;
    }
    //...
public:
    //...
    template <typename U>
    static void registerInFactory(const std::string& name_of_u) {
        Foo::getTestFactory().registerSubclass<U>(name_of_u);
    }
    Bar bar;
    Foo(const Bar& bar_) : bar(bar_) { };
    virtual ~Foo() {}
    // ...
};

class NiceFoo : public Foo {
    // no ctors and dtors
};

不幸的是，由于某种原因，当我打电话时

我收到关于 ctor 期望 const Bar& 的投诉，而我应该在 createInstance 中提供的参数列表实际上是 const Bar。

问题：

• 为什么引用“消失”了？
• 我做错了吗？我应该以不同的方式处理这个问题吗？

GCC 错误输出：

/home/joeuser/myproj/../util/Factory.h(36): error: no instance of constructor "NiceFoo::NiceFoo" matches the argument list
            argument types are: (const Bar)
          detected during:
            instantiation of "T *util::Factory<SubclassKey, T, ConstructionArgs...>::createInstance<U>(ConstructionArgs &&...) [with SubclassKey=std::string, T=Foo, ConstructionArgs=<const Bar &>, U=NiceFoo]" 
(59): here
            instantiation of "void util::Factory<SubclassKey, T, ConstructionArgs...>::registerSubclass<U>(const SubclassKey &) [with SubclassKey=std::string, T=Foo, ConstructionArgs=<const Bar &>, U=NiceFoo]" 
/home/joeuser/myproj/../Foo.h(79): here
            instantiation of "void Foo::registerInFactory<U>(const std::string &) [with U=NiceFoo]" 
/home/joeuser/myproj/NiceFoo.cpp(122): here

Answer 1

您的代码中有两个问题：直接问题和基本问题。

直接的一个是NiceFoo 没有声明任何构造函数。您声称“它继承了Foo 的构造函数”，但在您显示的代码中并非如此。继承构造函数将通过以下方式实现：

class NiceFoo : public Foo {
public:
  using Foo::Foo;
}

如果没有 using 声明，您只会有一个没有声明构造函数的类（它将默认生成复制、移动和无参数构造函数，但不会生成新构造函数）。

---

您的设计中还有一个基本问题：您试图在完美转发中使用类模板的模板参数。那是行不通的；完美转发依赖于模板参数推导，这仅发生在函数模板中。

换句话说，ConstructionArgs&&... 不会创建转发引用，而是创建普通的旧右值引用。在您提出的具体情况下，这并不重要，因为 ConstructionArgs 是 const Bar & 并且引用折叠可以解决问题。但是，如果您在构造函数参数中包含值类型（而不是引用类型），createInstance 将一直使用纯右值引用，并且从左值初始化将是不可能的。

正确的解决方案是让ConstructionArgs 镜像完全 T 的构造函数所期望的 - 换句话说，从使用 ConstructionArgs 的任何地方删除 &&，并在createInstance 中使用std::move 而不是std::forward。一念之间，std::forward 应该能够留下来做正确的事；基本上相当于左值引用的无操作，以及值和右值引用的std::move。