&& 什么时候表示“转发参考”？

Question

编译时，以下代码导致此错误：

'Container::Wrapper::Wrapper(S)': 成员函数已经 定义或声明

编译器是否认为Wrapper的构造函数中的S&&是转发引用？

template<typename T>
struct Container
{
    template<class S>
    struct Wrapper {
        S obj;
        Wrapper(S&& obj) : obj(std::forward<S>(obj)){}
        Wrapper(const S& obj) : obj(obj){}
    };

    template<class S>
    void push_back(S&& obj) {
        void *storage = malloc(sizeof(Wrapper<S>));
        new (storage) Wrapper<S>(std::forward<S>(obj));
    }
};

struct Foobar{};

int main()
{
    Container<Foobar> cont;
    Foobar foobar;
    cont.push_back(foobar);
    return 0;
}

看here的一个例子，我不明白我在做什么有什么不同：

template <class T, class Allocator = allocator<T> >
class vector {
public:
    ...
    void push_back(T&& x);       // fully specified parameter type ⇒ no type deduction;
    ...                          // && ≡ rvalue reference
};

编辑： 此问题的解决方案是修改push_back，以从用于实例化Wrapper 的类型中删除引用：

template<class S>
void push_back(S&& obj) {
    typedef std::remove_reference<S>::type U;
    void *storage = malloc(sizeof(Wrapper<U>));
    new (storage) Wrapper<U>(std::forward<S>(obj));
}

Answer 1

没有涉及Wrapper 的实现的通用引用。您的代码中唯一的通用引用是Container<>::push_back 的参数。

调用cont.push_back(foobar);时，push_back的参数S推导出为Foobar &。

稍后您尝试使用S == Foobar & 实例化您的Wrapper<S>。参考折叠规则规定在Wrapper的构造函数参数声明中S &&变成Foobar &和const S &也变成Foobar &。

这意味着您最终会得到两个所谓的“重载”Wrapper::Wrapper 构造函数，它们具有相同的签名。这就是您观察到错误消息的原因。

如果您尝试使用左值引用类型的模板参数实例化std::vector，您将遇到与push_back 重载完全相同的问题。然而，这种尝试编译通常会由于其他原因而惨遭失败，远在它到达push_back 重载之前。

一个更精炼的例子如下所示

template <typename T> struct MyVector {
  void foo(T &&) {}
  void foo(const T &) {}
};

int main() {
  MyVector<int &> v;
}

会产生同样的错误。

这里相当不明显的部分是const T & 和T = U & 实际上变成U & 而不是const U &。但事实确实如此。