std::forward在折叠表达式中的作用及多次forward的合法性疑问

问题背景 #

MSVC STL中std::apply的核心实现代码如下：

template <class _Callable, _Tuple_like _Tuple, size_t... _Indices>
constexpr decltype(auto) _Apply_impl(_Callable&& _Obj, _Tuple&& _Tpl, index_sequence<_Indices...>) noexcept(/* [...] */) {
    return _STD invoke(_STD forward<_Callable>(_Obj), _STD get<_Indices>(_STD forward<_Tuple>(_Tpl))...);
}

疑问点：在表达式_STD get<_Indices>(_STD forward<_Tuple>(_Tpl))...中，std::get的调用次数与元组长度相同，每次调用都对应一次std::forward。当转发右值时，std::forward等价于std::move，这意味着对_Tpl对象进行多次std::move调用，这似乎可能存在问题。

解答 #

首先要理清两个关键概念：

1. std::move的本质是类型转换：std::move并不会直接移动对象的内容，它只是将一个左值转换为右值引用类型，标记该对象可以被移动。多次对同一个对象调用std::move，只是重复生成右值引用，不会改变对象的状态。
2. std::forward在这里的作用是传递引用类型：std::forward<_Tuple>(_Tpl)的目的是保留_Tpl的原始值类别（左值/右值），将其传递给std::get。当_Tpl是右值时，std::forward生成右值引用，std::get会返回对应元素的右值引用；如果是左值，则返回左值引用。

回到代码本身，多次调用std::get<_Indices>(std::forward<_Tuple>(_Tpl))时，每次传入的都是元组的引用（左值或右值引用），并没有对元组本身执行移动操作。元组的状态不会因为这些类型转换而被破坏，真正的元素移动只会发生在可调用对象_Obj处理参数的时候——如果_Obj选择以移动语义接收某个元素，才会触发该元素的移动。

这种实现完全符合C++标准对std::apply的语义要求：将元组的元素按原始值类别转发给可调用对象，不会导致未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LeiXiangyu