[C++11 ] std::ref&&std::reference_wrapper notes

起因是在看《CplusplusConcurrencyInAction_PracticalMultithreading》的时候，里面讲到初始化std::thread的时候，如果thread funtion的参数列表中有引用，需要传入std::ref才可以得到符合预期的结果。

查阅发现std::ref是用来生成std::reference_wrapper。按照 cppreference 上的话来说

用人话来说，就是有的时候一些地方（比如STL容器中传值，又比如std::bind）会默认使用复制，这可能与我们想使用引用的期望不符。

具体见下面的几个例子：

#include <functional>
#include <iostream>
 
void f(int& n1, int& n2, const int& n3)
{
    std::cout << "In function: " << n1 << ' ' << n2 << ' ' << n3 << 'n';
    ++n1; // increments the copy of n1 stored in the function object
    ++n2; // increments the main()'s n2
    // ++n3; // compile error
}
 
int main()
{
    int n1 = 1, n2 = 2, n3 = 3;
    std::function<void()> bound_f = std::bind(f, n1, std::ref(n2), std::cref(n3));
    n1 = 10;
    n2 = 11;
    n3 = 12;
    std::cout << "Before function: " << n1 << ' ' << n2 << ' ' << n3 << 'n';
    bound_f();
    std::cout << "After function: " << n1 << ' ' << n2 << ' ' << n3 << 'n';
}

Before function: 10 11 12
In function: 1 11 12
After function: 10 12 12

我们发现直接传进去的参数n1的值没有改变，而使用std::ref传进去的值的结果符合预期。

n1的值不符合预期的原因是，在调用std::bind的时候，会先将参数复制一份，然后传入函数f时，传入的不是在main函数中定义的n1的引用，而是对n1复制了一份得到的临时变量的引用。在函数f中对n1的修改只会使得n1的复制值与其保持一致，而不会改变n1.

下面是一个关于std::reference_wrapper 的例子

#include <algorithm>
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <random>
#include <functional>
 
int main()
{
    std::list<int> l(10);
    std::iota(l.begin(), l.end(), -4);
 
    std::vector<std::reference_wrapper<int>> v(l.begin(), l.end());
    // 不能在 list 上用 shuffle （要求随机访问），但能在 vector 上使用它
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), std::mt19937{std::random_device{}()});
 
    std::cout << "Contents of the list: ";
    for (int n : l) std::cout << n << ' '; std::cout << 'n';
 
    std::cout << "Contents of the list, as seen through a shuffled vector: ";
    for (int i : v) std::cout << i << ' '; std::cout << 'n';
 
    std::cout << "Doubling the values in the initial list...n 大专栏  [C++11 ] std::ref&&std::reference_wrapper  notes4;;
    for (int& i : l) {
        i *= 2;
    }
 
    std::cout << "Contents of the list, as seen through a shuffled vector: ";
    for (int i : v) std::cout << i << ' '; std::cout << 'n';
}


Contents of the list: -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 
Contents of the list, as seen through a shuffled vector: -1 2 -2 1 5 0 3 -3 -4 4 
Doubling the values in the initial list...
Contents of the list, as seen through a shuffled vector: -2 4 -4 2 10 0 6 -6 -8 8

最后我们回到开始，将参数在通过创建std::thread传给thread funtion的时候，参数默认情况下仍然是被拷贝了一份，与上面std::bind的情况类似，因此需要使用std::ref

参考资料:

  * 《CplusplusConcurrencyInAction_PracticalMultithreading》2.2节
  * [std::ref](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/functional/ref)
  * [std::reference_wrapper](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/functional/reference_wrapper)
  * [C++ Difference between std::ref(T) and T&?](https://stackoverflow.com/questions/33240993/c-difference-between-stdreft-and-t)
  *

[C++11 ] std::ref&&std::reference_wrapper notes

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