为了使 std::ref 工作的唯一目的， std::reference_wrapper 实现的关键是什么？

Question

std::ref / std::cref页面上的示例显示了使用std::ref / std::cref将 arguments 传递给std::bind的方式看起来像std::bind正在使用 arguments参考，而实际上它是按价值取值的。

只看那个例子，我也可能不知道std::reference_wrapper的存在，而std::ref只是一个 function ，它允许链接示例展示的行为。

这就是我所说的std::ref在问题标题中以及以下内容中的意思。

主要是为了好玩，我尝试自己实现std::ref ，我想出了这个：

template<typename T>
struct ref_wrapper {
    ref_wrapper(T& t) : ref(t) {}
    T& ref;
    operator T&() const {
        return ref;
    }
};

template<typename T>
ref_wrapper<T> ref(T& t) {
    return ref_wrapper{t}; // Ooops
}

template<typename T>
ref_wrapper<const T> cref(const T& t) {
    return ref_wrapper{t}; // Ooops
}

在标记为// Ooops Ooops 的行中，我错误地使用了CTAD ，因为我正在使用-std=c++17进行编译。 通过在这两种情况下将ref_wrapper更改为ref_wrapper<T>和ref_wrapper<const T>来纠正这个问题。

然后我看了看/usr/include/c++/10.2.0/bits/refwrap.h 。

一方面，我看到我的ref / cref实现与std::ref / std::cref cref 非常相似。

另一方面，我看到std::reference_wrapper大约有 60 行长，里面有很多东西，包括noexcept 、宏、复制 ctor、复制operator= 、 get 。

我认为其中大部分与使用std::reference_wrapper仅作为std::ref的从属无关，但有些东西可能是相关的，例如构造函数采用通用引用。

所以我的问题是：就我的瘦身尝试而言， std::reference_wrapper的哪些部分是 std std::ref工作的必要条件和充分条件？

我刚刚意识到在 cppreference 上可以实现std::reference_wrapper （它比来自 GCC 的噪音小）。 然而，即使在这里，也有一些我不明白的原因，例如operator() 。

Answer 1

您正在谈论的逻辑完全在std::bind本身内实现。 它需要std::reference_wrapper的主要功能是它可以“解包”（即，您可以在其上调用.get()以检索底层引用）。 当调用包装器（即从std::bind返回的 object ）被调用时，它只检查其绑定的任何 arguments 是否是std::reference_wrapper 。 如果是这样，它会调用.get()来解包，然后将结果传递给绑定的可调用对象。

std::bind很复杂，因为它需要支持各种特殊情况，例如递归bind （这个特性现在被认为是设计错误），所以我没有试图展示如何实现完整的std::bind ，而是将显示一个足以满足 cppreference 示例的自定义bind模板：

template <class Callable, class... Args>
auto bind(Callable&& callable, Args&&... args) {
    return [c=std::forward<Callable>(callable), ...a=std::forward<Args>(args)] () mutable {
        c(detail::unwrap_reference_wrapper(a)...);
    };
}

这个想法是bind保存它自己的可调用对象和每个参数的副本。 如果参数是reference_wrapper ，则将复制reference_wrapper本身，而不是所指对象。 但是当实际调用调用包装器时，它会解开任何保存的引用包装器参数。 执行此操作的代码很简单：

namespace detail {
    template <class T>
    T& unwrap_reference_wrapper(T& r) { return r; }

    template <class T>
    T& unwrap_reference_wrapper(reference_wrapper<T>& r) { return r.get(); }
}

也就是说，不是reference_wrapper的 arguments 被简单地通过，而reference_wrapper的 go 通过第二个更专业的重载。

reference_wrapper本身只需要一个相关的构造函数和get()方法：

template <class T>
class reference_wrapper {
  public:
    reference_wrapper(T& r) : p_(std::addressof(r)) {}
    T& get() const { return *p_; }

  private:
    T* p_;
};

ref和cref函数很容易实现。 他们只是调用构造函数，推断出类型：

template <class T>
auto ref(T& r) { return reference_wrapper<T>(r); }

template <class T>
auto cref(T& r) { return reference_wrapper<const T>(r); }

您可以在 Coliru 上查看完整示例。

（如 cppreference 上所示， std::reference_wrapper的实际构造函数很复杂，因为它需要满足如果参数匹配右值引用而不是左值引用，构造函数将禁用 SFINAE 的要求。出于以下目的你的问题，似乎没有必要进一步详细说明这个细节。）