C++11完美转发及实现方法详解

Posted 2023-04-30 im18620660608

C++11 标准为 C++ 引入右值引用语法的同时，还解决了一个 C++ 98/03 标准长期存在的短板，即使用简单的方式即可在函数模板中实现参数的完美转发。那么，什么是完美转发？它为什么是 C++98/03 标准存在的一个短板？C++11 标准又是如何为 C++ 弥补这一短板的？别急，本节将就这些问题给读者做一一讲解。

首先解释一下什么是完美转发，它指的是函数模板可以将自己的参数“完美”地转发给内部调用的其它函数。所谓完美，即不仅能准确地转发参数的值，还能保证被转发参数的左、右值属性不变。

在 C++ 中，一个表达式不是左值就是右值。有关如何判断一个表达式是左值还是右值，可阅读《C++右值引用》一文做详细了解。

举个例子：

1. template<typename T>
2. void function(T t)
3. otherdef(t);

如上所示，function() 函数模板中调用了 otherdef() 函数。在此基础上，完美转发指的是：如果 function() 函数接收到的参数 t 为左值，那么该函数传递给 otherdef() 的参数 t 也是左值；反之如果 function() 函数接收到的参数 t 为右值，那么传递给 otherdef() 函数的参数 t 也必须为右值。

显然，function() 函数模板并没有实现完美转发。一方面，参数 t 为非引用类型，这意味着在调用 function() 函数时，实参将值传递给形参的过程就需要额外进行一次拷贝操作；另一方面，无论调用 function() 函数模板时传递给参数 t 的是左值还是右值，对于函数内部的参数 t 来说，它有自己的名称，也可以获取它的存储地址，因此它永远都是左值，也就是说，传递给 otherdef() 函数的参数 t 永远都是左值。总之，无论从那个角度看，function() 函数的定义都不“完美”。

读者可能会问，完美转发这样严苛的参数传递机制，很常用吗？C++98/03 标准中几乎不会用到，但 C++11 标准为 C++ 引入了右值引用和移动语义，因此很多场景中是否实现完美转发，直接决定了该参数的传递过程使用的是拷贝语义（调用拷贝构造函数）还是移动语义（调用移动构造函数）。

事实上，C++98/03 标准下的 C++ 也可以实现完美转发，只是实现方式比较笨拙。通过前面的学习我们知道，C++ 98/03 标准中只有左值引用，并且可以细分为非 const 引用和 const 引用。其中，使用非 const 引用作为函数模板参数时，只能接收左值，无法接收右值；而 const 左值引用既可以接收左值，也可以接收右值，但考虑到其 const 属性，除非被调用函数的参数也是 const 属性，否则将无法直接传递。

这也就意味着，单独使用任何一种引用形式，可以实现转发，但无法保证完美。因此如果使用 C++ 98/03 标准下的 C++ 语言，我们可以采用函数模板重载的方式实现完美转发，例如：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
4. //重载被调用函数，查看完美转发的效果
5. void otherdef(int & t)
6. cout << "lvalue\\n";
8. void otherdef(const int & t)
9. cout << "rvalue\\n";
12. //重载函数模板，分别接收左值和右值
13. //接收右值参数
14. template <typename T>
15. void function(const T& t)
16. otherdef(t);
18. //接收左值参数
19. template <typename T>
20. void function(T& t)
21. otherdef(t);
24. int main()
26. function(5);//5 是右值
27. int x = 1;
28. function(x);//x 是左值
29. return 0;

程序执行结果为：

rvalue
lvalue

从输出结果中可以看到，对于右值 5 来说，它实际调用的参数类型为 const T& 的函数模板，由于 t 为 const 类型，所以 otherdef() 函数实际调用的也是参数用 const 修饰的函数，所以输出“rvalue”；对于左值 x 来说，2 个重载模板函数都适用，C++编译器会选择最适合的参数类型为 T& 的函数模板，进而 therdef() 函数实际调用的是参数类型为非 const 的函数，输出“lvalue”。

显然，使用重载的模板函数实现完美转发也是有弊端的，此实现方式仅适用于模板函数仅有少量参数的情况，否则就需要编写大量的重载函数模板，造成代码的冗余。为了方便用户更快速地实现完美转发，C++ 11 标准中允许在函数模板中使用右值引用来实现完美转发。

C++11 标准中规定，通常情况下右值引用形式的参数只能接收右值，不能接收左值。但对于函数模板中使用右值引用语法定义的参数来说，它不再遵守这一规定，既可以接收右值，也可以接收左值（此时的右值引用又被称为“万能引用”）。

仍以 function() 函数为例，在 C++11 标准中实现完美转发，只需要编写如下一个模板函数即可：

1. template <typename T>
2. void function(T&& t)
3. otherdef(t);

此模板函数的参数 t 既可以接收左值，也可以接收右值。但仅仅使用右值引用作为函数模板的参数是远远不够的，还有一个问题继续解决，即如果调用 function() 函数时为其传递一个左值引用或者右值引用的实参，如下所示：

1. int n = 10;
2. int & num = n;
3. function(num); // T 为 int&
5. int && num2 = 11;
6. function(num2); // T 为 int &&

其中，由 function(num) 实例化的函数底层就变成了 function(int & & t)，同样由 function(num2) 实例化的函数底层则变成了 function(int && && t)。要知道，C++98/03 标准是不支持这种用法的，而 C++ 11标准为了更好地实现完美转发，特意为其指定了新的类型匹配规则，又称为引用折叠规则（假设用 A 表示实际传递参数的类型）：

• 当实参为左值或者左值引用（A&）时，函数模板中 T&& 将转变为 A&（A& && = A&）；
• 当实参为右值或者右值引用（A&&）时，函数模板中 T&& 将转变为 A&&（A&& && = A&&）。

读者只需要知道，在实现完美转发时，只要函数模板的参数类型为 T&&，则 C++ 可以自行准确地判定出实际传入的实参是左值还是右值。

通过将函数模板的形参类型设置为 T&&，我们可以很好地解决接收左、右值的问题。但除此之外，还需要解决一个问题，即无论传入的形参是左值还是右值，对于函数模板内部来说，形参既有名称又能寻址，因此它都是左值。那么如何才能将函数模板接收到的形参连同其左、右值属性，一起传递给被调用的函数呢？

C++11 标准的开发者已经帮我们想好的解决方案，该新标准还引入了一个模板函数 forword<T>()，我们只需要调用该函数，就可以很方便地解决此问题。仍以 function 模板函数为例，如下演示了该函数模板的用法：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
4. //重载被调用函数，查看完美转发的效果
5. void otherdef(int & t)
6. cout << "lvalue\\n";
8. void otherdef(const int & t)
9. cout << "rvalue\\n";
12. //实现完美转发的函数模板
13. template <typename T>
14. void function(T&& t)
15. otherdef(forward<T>(t));
18. int main()
20. function(5);
21. int x = 1;
22. function(x);
23. return 0;

程序执行结果为：

rvalue
lvalue

注意程序中第 12~16 行，此 function() 模板函数才是实现完美转发的最终版本。可以看到，forword() 函数模板用于修饰被调用函数中需要维持参数左、右值属性的参数。

总的来说，在定义模板函数时，我们采用右值引用的语法格式定义参数类型，由此该函数既可以接收外界传入的左值，也可以接收右值；其次，还需要使用 C++11 标准库提供的 forword() 模板函数修饰被调用函数中需要维持左、右值属性的参数。由此即可轻松实现函数模板中参数的完美转发。 

 

from：http://c.biancheng.net/view/7868.html

 

配置iptables实现本地端口转发的方法详解

场景
假如你在用 resin 调试一个 Web 程序，需要频繁地重启 resin。这个 Web 程序需要开在 80 端口上，而 Linux 限制 1024 以下的端口必须有 root 权限才能开启。但是你又不愿意在调程序的时候总是开着一个 root 终端。在这种情况下，你可以把 resin 开在默认的 8080 端口上，然后使用 iptables 来实现和真的把服务开在 80 端口上一样的效果。
方法
将与 80 端口的 TCP 连接转接到本地的 8080 端口上。使用 DNAT (Destination Network Address Translation) 技术可以满足这一要求。因为 iptables 在处理本地连接和远程连接的方法不同，所以需要分开处理。下面假设本机的 IP 是 192.168.4.177。
远程连接
远程连接指的是由另外一台机器连接到这台机器上。这种连接的数据包在 iptables 会首先经过 PREROUTING 链，所以只需在 PREROUTING 链中作 DNAT。

 iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -i eth0 -d 192.168.4.177 --dport 80 -j DNAT --to 192.168.4.177:8080

本地连接
本地连接指的是在本机上，用 127.0.0.1 或者本机 IP 来访问本机的端口。本地连接的数据包不会通过网卡，而是由内核处理后直接发给本地进程。这种数据包在 iptables 中只经过 OUTPUT 链，而不会经过 PREROUTING 链。所以需要在 OUTPUT 链中进行 DNAT。除了对 127.0.0.1 之外，对本机 IP (即 192.168.4.177) 的访问也属于本地连接。

 iptables -t nat -A OUTPUT -p tcp -d 127.0.0.1 --dport 80 -j DNAT --to 127.0.0.1:8080
 iptables -t nat -A OUTPUT -p tcp -d 192.168.4.177 --dport 80 -j DNAT --to 127.0.0.1:8080

注意事项
你也许需要通过以下命令打开 IP 转发：

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

　　在进行试验时，如果要重新设置 iptables，需要首先清空 nat 表：

iptables -F -t nat

实例操作
这里将本地接口IP 61.144.a.b 的3389端口 转发到 116.6.c.d的3389      （主要访问到61.144.a.b的3389端口，就会跳转到116.6.c.d的3389）
1、 首先应该做的是/etc/sysctl.conf配置文件的 net.ipv4.ip_forward = 1 默认是0    这样允许iptalbes FORWARD。
2、 service iptables stop  关闭防火墙
3、 重新配置规则

iptables -t nat -A PREROUTING --dst 61.144.a.b -p tcp --dport 3389 -j DNAT --to-destination 116.
6.c.d:3389
iptables -t nat -A POSTROUTING --dst 116.6.c.d -p tcp --dport 3389 -j SNAT --to-source 61.144.a.b
service iptables save

4、将当前规则保存到 /etc/sysconfig/iptables
        若你对这个文件很熟悉直接修改这里的内容也等于命令行方式输入规则。
5、 启动iptables 服务, service iptables start

可以写进脚本，设备启动自动运行

# vi /etc/rc.local
#!/bin/sh
#
# This script will be executed *after* all the other init scripts.
# You can put your own initialization stuff in here if you don‘t
# want to do the full Sys V style init stuff.</p> <p>touch /var/lock/subsys/local</p> <p>sh /root/myshipin.log
---------------------------------------------------------------------
vi myshipin.log
#!/bin/sh
#
# This script will be executed *after* all the other init scripts.
# You can put your own initialization stuff in here if you don‘t
# want to do the full Sys V style init stuff.</p> <p>iptables -F -t nat
iptables -t nat -A PREROUTING --dst 61.144.a.b -p tcp --dport 3389 -j DNAT --to-destination 116.6.c.d:3389
iptables -t nat -A POSTROUTING --dst 116.6.a.b -p tcp --dport 3389 -j SNAT --to-source 61.144.c.d
~
----------------------------------------------------------------
TCP</p> <p>iptables -t nat -A PREROUTING --dst 61.144.a.b -p tcp --dport 9304 -j DNAT --to-destination 10.94.a.b:9304
iptables -t nat -A POSTROUTING --dst 10.94.a.b -p tcp --dport 9304 -j SNAT --to-source 61.144.a.b</p> <p>UDP
iptables -t nat -A PREROUTING --dst 61.144.a.b -p udp --dport 9305 -j DNAT --to-destination 10.94.a.b:9305
iptables -t nat -A POSTROUTING --dst 10.94.a.b -p udp --dport 9305 -j SNAT --to-source 61.144.a.b

另：

iptables配置文件的位置：/etc/sysconfig/iptables 外网地址发变化在配置文件里修改就可以了。