lvalue reference和rvalue reference

首先，什么是lvalue和rvalue？

在C中，lvalue是=左边,rvalue是=右边。在C++中，略有不同，不过可以这样简单理解：如果一个object是一个lvalue，我们用它本身(内存地址)， 如果一个object是一个rvalue，我们用它的值（内存中的内容）。

那么，什么是lvalue reference和rvalue reference?

C++中正常的引用，就是lvalue reference，它是对另一个lvalue的引用，如int b = 1; int& a = b;。而rvalue reference是对一个rvalue的引用，例如int&& a = 1;。 C++之所以出现rvalue reference，主要是为了效率。因为rvalue是一个临时的东西，所以可以保证rvalue reference指向的东西只有它自己可以用，别人动不到这块内存， 因此这这块内存可以安全地任意折腾。

需要注意的是，在int&& a = 1;中，a是对1的rvalue reference，但是a本身是一个lvalue，毕竟a有name，有地址。

std::forward

std::forward用于完美转发（其实就是个强制类型转化啦）。考虑如下函数：

template<typename T>
void Foo(T&& t) {
  SomeFunc(std::forward<T>(t));
}

std::forward的作用则是t传给Foo是什么类型，就将什么类型原封不动地传给SomeFunc。

它是怎么实现的呢？直接给出std的source code:

// Overload 1
template<typename _Tp>
    constexpr _Tp&&
    forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type& __t) noexcept
    { return static_cast<_Tp&&>(__t); }

// Overload 2
template<typename _Tp>
    constexpr _Tp&&
    forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type&& __t) noexcept
    {
      static_assert(!std::is_lvalue_reference<_Tp>::value, "template argument"
		    " substituting _Tp is an lvalue reference type");
      return static_cast<_Tp&&>(__t);
    }    

当调用Foo(1);时，实参是一个rvalue。由于T的类型是int,t是一个lvalue，则调用std::forward(int& t)版本（overload 1），该重载返回int&&，因此传给SomeFunc的 实参类型保持一致。

当调用int a = 1; Foo(a);时，实参是一个lvalue。由于T的类型是int&，t是一个lvalue，则调用std::forward<int&>(int& t)版本(overload 1)，该重载返回int&&& -> int&，因此传给SomeFunc的 实参类型保持一致。

什么时候会调用Overload 2呢？嘿嘿，试试std::forward(std::forward(t))并想想为什么吧。

std::move

std::move用于将任意类型转换为rvalue reference类型（也是个强制类型转换啦）。直接看实现：

template<typename _Tp>
  constexpr typename std::remove_reference<_Tp>::type&&
  move(_Tp&& __t) noexcept
  { return static_cast<typename std::remove_reference<_Tp>::type&&>(__t); }

可以看到，无论传给std::move是lvalue还是rvalue，最终都是得到rvalue reference.

补充一句，为什么要用std::move呢？因为一般来说rvalue reference用于move constructor以提高构造效率（不用copy，直接把内存拿过来用）。如果一个object你不想要了，想扔给move constructor构造一个新的object，就可以用std::move(object)传给构造函数，来调用move contructor. 如果不用std::move，那就变成普通的copy construct了。