如何在C++14中编写通用转发lambda？

Question

如何在C++14中编写泛型转发lambda？

尝试#1

[](auto&& x) { return x; }

在函数体中，x是一个lvalue，所以这是不起作用的。

尝试#2

[](auto&& x) { return std::forward<decltype(x)>(x); }

这正确地转发了lambda中的引用，但是它总是按值返回(除非编译器删除副本)。

尝试#3

[](auto&& x) -> decltype(x) { return std::forward<decltype(x)>(x); }

这将返回与参数相同的类型(可能-> auto&&也会工作)，并且看起来工作正常。

尝试#4

[](auto&& x) noexcept -> decltype(x) { return std::forward<decltype(x)>(x); }

添加noexcept是否使此lambda更适用，从而严格地优于#3？

Answer 1

返回类型的decltype(x)是不够的。

可以隐式地将由值获取的局部变量和函数参数移到返回值中，但不可以将由rvalue引用获取的函数参数(x是一个lvalue，即使如果传递rvalue则为decltype(x) == rvalue引用)。委员会给出的理由是，他们希望确信，当编译器隐式移动时，其他人不可能拥有它。这就是为什么我们可以从prvalue (临时的、非引用的限定返回值)和函数本地值移动。然而，有些人可以做一些愚蠢的事情，比如

std::string str = "Hello, world!";
f(std::move(str));
std::cout << str << '\n';

而且委员会不想默默地引用不安全的举动，认为他们应该从这个新的“移动”特性开始变得更加保守。请注意，在C++20中，这个问题将得到解决，您可以简单地执行return x，它将做正确的事情。请参阅http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/p0527r0.html

对于转发函数，我会尝试使noexcept正确。这里很简单，因为我们只是处理引用(它是无条件的noexcept)。否则，您会破坏关心noexcept的代码。

这使得最终理想的转发lambda看起来如下：

auto lambda = [](auto && x) noexcept -> auto && { return std::forward<decltype(x)>(x); };

返回类型的decltype(auto)在这里会做同样的事情，但是auto &&更好地记录了这个函数总是返回一个引用。它还避免再次提到变量名，我认为这会使重命名变量稍微容易一些。

在C++17中，转发lambda在可能的情况下也是隐式的。

Answer 2

我能生成的最少的字符，但功能完整的版本是：

[](auto&&x)noexcept->auto&&{return decltype(x)(x);}

这使用了一个我认为有用的成语--当在lambda中转发auto&&参数时，执行decltype(arg)(arg)。如果您知道arg是引用类型的，则通过decltype转发forward是相对没有意义的。

如果x是值类型的，则decltype(x)(x)实际上生成x的副本，而std::forward<decltype(x)>(x)则生成对x的rvalue引用。因此，decltype(x)(x)模式在一般情况下不如forward有用:但这不是一般情况。

auto&&将允许返回引用(与传入的引用匹配)。遗憾的是，引用生存期扩展不能正确地处理上面的代码--我发现将rvalue引用转发到rvalue引用通常是错误的解决方案。

template<class T>struct tag{using type=T;};
template<class Tag>using type=typename Tag::type;
template<class T> struct R_t:tag<T>{};
template<class T> struct R_t<T&>:tag<T&>{};
template<class T> struct R_t<T&&>:tag<T>{};
template<class T>using R=type<R_t<T>>;

[](auto&&x)noexcept->R<decltype(x)>{return decltype(x)(x);}

给了你这种行为。lvalue引用变成lvalue引用，rvalue引用变成值。