右值

右值(rvalue)可以简单理解为赋值“=”语句中等号右侧的变量，与之相对的为左值(lvalue)。7二者不同之处在于左值(lvalue)存储在内存中，具有固定的存储地址；右值(rvalue)为字面量，存储在寄存器中。

右值引用

常用的“&”引用为左值引用，下面代码中a为左值，b为左值的引用。但是当对右值10，取左值引用“&”编译器会报错。

int a = 10;
int &b = a;
int &c = 10; // 错误

但是可以通过常量引用对右值10进行引用

const int& c = 10;

可以使用右值引用“&&”对右值进行引用，右值引用后就有地址了

int &&c = 10;
std::cout << &c << std::endl;

move语义

简单来说 std::move 方法提供了一种将左值转换为右值的方法。 被move的对象不再拥有对象的所有权，将所有权转移到接收引用的对象上。

万能引用

万能引用顾名思义可以处理各种情况下的引用，下面从最简单的值传递一点点解释万能引用的意义。考虑下面这个代码。

void my_print(int i){
  std::cout << i << std::endl;
}

当传递的参数很大的时候，使用值传递会消耗资源，所以通常会采用引用的形式：

void my_print(int &i){
  std::cout << i << std::endl;
}

采用引用进行值传递后，避免了拷贝构造的过程，但是正如前面所说，左值引用“&”不能接收右值，下面的调用编译器会报错error: cannot bind non-const lvalue reference of type ‘int&’ to an rvalue of type ‘int’。

my_print(10);

使用常量引用"const &"可以解决这个问题：

void my_print(const int&i){
  std::cout << i << std::endl;
}

但是使用常量引用后，因为指定了const限定，就无法在原地对传入的参数进行修改了。下面这个函数定义会报错error: increment of read-only reference ‘i’。

void my_print(const int&i){
  std::cout << ++i << std::endl;
}

为了减少值传递过程中的资源消耗，并且支持接收右值，同时保留对传入参数修改的可能性。这个“既要又要还要”的经典难题，可以通过实现多个重载来达到这个目的。

// 处理左值
void my_print(int &i){
  std::cout << ++i << std::endl;
}

// 处理右值
void my_print(int &&i){
  std::cout << ++i << std::endl;
}

当期望使用右值版本的my_print时，可以通过std::move将一个左值转换为右值

int a = 10;
my_print(a); // 调用左值版本
my_print(std::move(a)); // 调用右值版本
my_print(10); // 调用右值版本

但是到这里又出现一个问题，当传入的参数为常量时：

const int k = 10;
my_print(k);

编译器找不到合适的重载函数，会报错error: binding reference of type ‘int&’ to ‘const int’ discards qualifiers。为此，对于需要处理常量参数的情况（函数的内容不再是“++”），还需要提供常量版本的重载。

为了通过一个函数完美解决以上所有通过引用参数传递带来的问题（左值/右值引用，常量/非常量传递），可以使用下面给出万能引用的参数传递版本，这个版本可以处理各种输入情况，根据输入参数不同属性可以表现出相应的行为。

template<typename T>
void my_print(T&& i){
 std::cout << ++i << std::endl;
}

当只有一个变量时，万能引用带来的优势不大，但是当存在多个参数变量时，万能引用可以节省大量重复代码，提高编码效率。

std::forward<T>

std::forward<T>是一个模板函数，提供了一种转发机制，该函数输入右值输出右值，输入左值输出左值。借助std::forward<T>可以实现完美转发，应对各种不同的参数传递情况。

完美转发

前面介绍的万能引用可以处理不同类型的参数传递。但是作为函数的实现者，由于在实现过程中不知道传入对象的语义，使用赋值语句和std::move都会改变对象的语义。所以为了不改变传入对象的语义，使用std::forward<T>可以实现完美转发。

最后给出一个c++标准库中shared_ptr用到完美转发的例子，方便理解：

template<class _Ty,
    class... _Types>
_NODISCARD inline shared_ptr<_Ty> make_shared(_Types&&... _Args)
{   // make a shared_ptr
    const auto _Rx = new _Ref_count_obj<_Ty>(_STD forward<_Types>(_Args)...);  //参数完美转发

    shared_ptr<_Ty> _Ret;
    _Ret._Set_ptr_rep_and_enable_shared(_Rx->_Getptr(), _Rx);
    return (_Ret);
}

总结

综上所述，我理解的右值和右值引用是c++为了使程序员可以更好的处理不在内存中的字面值引入的概念。万能转发提供了一种范型编程的机制，可以应对不同的参数类型和语义。std::move提供了一种将左值转换为右值的途径（赋值语句可以轻松的将右值转换为左值）。std::forward<T>提供了借助转发机制实现完美转发，应对各种未知的参数传递情况。