常量引用 VS 移动语义

Question

常量引用 VS 移动语义

44

我想知道在C++11之后，仍需要在哪些情况下在参数中使用const引用。我并不完全了解移动语义，但我认为这是一个合法的问题。本问题仅针对一些情况，其中const引用替代了要进行复制但只需要“读取”值的情况（例如使用const成员函数）。

通常我会编写一个（成员）函数如下：

#include <vector>

template<class T>
class Vector {
    std::vector<T> _impl;
public:
    void add(const T& value) {
         _impl.push_back(value);
    }
};

但我认为可以安全地假设，如果我像这样编写它，并且class T当然实现了移动构造函数，那么编译器会使用移动语义进行优化：

#include <vector>

template<class T>
class Vector {
    std::vector<T> _impl;
public:
    void add(T value) {
         _impl.push_back(value);
    }
};

我理解的对吗？如果是这样，那么可以安全地假设它可以在任何情况下使用吗？如果不是，我想知道哪些情况下不能使用。这将使生活变得更加轻松，因为我不需要为基本类型实现类专门化，此外，看起来更加清晰。

- Tim

可能是在C++中传值还是传常量引用更好？的重复问题。 - stijn

1

vector::push_back 会复制对象。你需要使用 emplace_back。 - Cubic

4

@stijn，我在那个问题中找不到关于移动语义的类似情况。 - Tim

@Cubic 我想在将其推入vector的后面时进行复制。我想知道编译器是否能够通过移动语义（参见第二个示例）消除第二个副本。 - Tim

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Andy Prowl · Accepted Answer

您提出的解决方案：

void add(T value) {
     _impl.push_back(value);
}

需要进行一些调整，因为这种方式会始终执行一次 value 的复制，即使您将 rvalue 传递给 add()（如果您传递 lvalue，则会执行两次复制）：由于 value 是一个 lvalue，当您将其作为参数传递给 push_back 时，编译器不会自动从中移动。

相反，您应该这样做：

void add(T value) {
     _impl.push_back(std::move(value));
//                   ^^^^^^^^^
}

这个代码已经比之前好了，但对于模板代码来说仍然不够好，因为你不知道 T 移动的成本是昂贵还是廉价。如果 T 是像这样的 POD：

struct X
{
    double x;
    int i;
    char arr[255];
};

那么移动它不会比复制更快（实际上，移动它就是复制它）。因为您的通用代码应该避免不必要的操作（这是因为对于某些类型来说，这些操作可能很昂贵），所以您不能通过值传递参数。

一个可能的解决方案（被C++标准库采用的方案）是提供两个add()的重载，一个使用左值引用，另一个使用右值引用：

void add(T const& val) { _impl.push_back(val); }
void add(T&& val) { _impl.push_back(std::move(val)); }

另一种可能性是提供一个（可能受SFINAE约束的）完美转发模板版本的add()，它将接受所谓的万能引用（由Scott Meyers创造的非标准术语）：

template<typename U>
void add(U&& val) { _impl.push_back(std::forward<U>(val)); }

这两种解决方案都是最优的，因为当提供lvalues时只执行一次复制操作，当提供rvalues时只执行一次移动操作。