《Effective Modern C++》示例中索引运算符前使用std::forward的原因

不过我们需要更新该模板的实现，以符合第25条提出的对万能引用应用std::forward的建议：

template<typename Container, typename Index>
decltype(auto) authAndAccess(Container&& c, Index i)
{
    authenticateUser();
    return std::forward<Container>(c)[i];
}

问题1：调用索引运算符时使用std::forward能带来什么收益？ #

这里的收益核心是保障泛型代码的通用性和正确性，不是针对所有容器都立刻能看到效果，而是适配所有符合语法规则的容器实现：

• C++允许类的成员函数加引用限定符，operator[]作为成员函数也可以针对左值实例、右值实例提供不同的重载，返回不同的值类别。比如下面的自定义容器：

  class CustomContainer {
  private:
      std::vector<int> data = {1,2,3};
  public:
      // 左值容器调用时返回左值引用
      int& operator[](size_t idx) & {
          return data[idx];
      }
      // 右值容器调用时返回右值引用
      int&& operator[](size_t idx) && {
          return std::move(data[idx]);
      }
  };
  

• 如果你不对c做std::forward，不管传入的c原始是左值还是右值，c作为函数内的左值变量，永远只会调用左值版本的operator[]，直接丢失了右值容器的重载匹配能力。只有用std::forward<Container>(c)保留c的原始值类别，才能正确匹配到对应重载。
• 配合返回值的decltype(auto)，可以把operator[]返回的值类别原封不动传递给调用方：如果传入的是右值容器且operator[]返回右值引用，调用方就可以直接对返回值做移动构造，避免拷贝开销。

问题2：为什么测试代码里用了std::forward还是没有返回右值引用？ #

你的测试代码没有看到效果，是因为你用的std::vector的operator[]没有提供带右值引用限定的重载。标准委员会没有为std::vector加这个重载，核心是为了避免悬空引用的安全问题（比如临时vector返回的元素引用很容易在vector销毁后变成野引用），但这不代表std::forward在这里没用：

• 你把测试代码里的std::vector<int>替换成上面的CustomContainer，就能看到明显区别：

  template<typename T>
  void f2(T && param) {
      f1(param[0]);  // 永远调用f1(int &)
      f1(std::forward<T>(param)[0]); // 传入右值CustomContainer时调用f1(int &&)
  }
  
  int main()
  {
      f2(CustomContainer{}); // 传入右值自定义容器
      return 0;
  }
  

  运行后会打印：

  f1 called for int &
  f1 called for int &&
  

• 你的测试结论只适用于std::vector这类没有右值版本operator[]的容器，而authAndAccess是通用模板，需要兼容所有可能的容器实现，包括标准库后续新增的容器、业务代码里的自定义容器，因此必须加std::forward保证语义正确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者not_that_guy123