以值传递或常量引用传递 std::shared_ptr 并将其存储在容器中？

Question

考虑以下向量：

std::vector<std::shared_ptr<X>> myVector;

以下是两个将给定元素添加到向量中的函数：

void foo1(std::shared_ptr<X> x)
{
    myVector.push_back(x);
}

void foo2(const std::shared_ptr<X>& x)
{
    myVector.push_back(x);
}

我的理解是，两个函数都将一个shared_ptr推入到X的向量中，从而增加了X的引用计数。第一个函数导致引用计数多增加和减少一次，但这是不必要的。

我的理解正确吗？因此第二个选项更可取吗？

- ksl

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由于你是按值传递，所以会调用复制构造函数。因此，你的理解是正确的。 - 101010

可能是shared_ptr按引用还是按值传递？的重复问题。 - eerorika

复制实际上可以省略。 - Edward Strange

@101010 在第一个例子中是按值传递，对吧？ - ksl

@ksl 在 foo1 中。 - 101010

@101010 如果您将回复作为答案提交，我会很高兴接受它。 - ksl

Answer 1

在函数foo1中，你通过值传递参数（即共享指针）。因此，std::shared_ptr<X>的复制构造函数将被调用（即引用计数将增加，并在foo1的}处被调用本地副本的析构函数时减少）。

在函数foo2中，你通过const引用传递参数（即共享指针）。因此，你传递了原始对象的const限定别名（即引用计数不会增加）。

你也可以在以下示例中看到这一点：

struct X {};

void foo1(std::shared_ptr<X> x) { 
  std::cout << "count in foo1(): " << x.use_count() << std::endl;
}

void foo2(const std::shared_ptr<X>& x) {
  std::cout << "count in foo2(): " << x.use_count() << std::endl;
}

int main() {
  std::shared_ptr<X> x(new X);
  std::cout << "count in main(): " << x.use_count() << std::endl;
  foo1(x);
  foo2(x);
}

输出：

count in main(): 1
count in foo1(): 2
count in foo2(): 1

如您在foo1中所见，不同的shared_ptr实例数量为2。这包括在main定义的原始shared_ptr和在foo1中的副本。而在foo2中，引用计数仍然为1。

因此，您的推理是正确的。

- 101010

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你什么情况下不会使用选项2？ - ksl

基本上，大部分时间我会使用选项2。只有在函数的某个时刻我想要复制的共享指针指向其他地方时，才会使用选项1。 - 101010

Answer 2

您应该将函数重写为：

void foo1(std::shared_ptr<X> x)
{
    myVector.emplace_back(std::move(x));
}

void foo2(const std::shared_ptr<X>& x)
{
    myVector.emplace_back(x);
}

那么两个版本都应该更有效率，具体哪个更有效率取决于情况和特定的编译器，如果有差异，则很可能非常小。

- Slava

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甚至可以使用 void foo1(std::shared_ptr<X> &&x)。 - Thomas Sparber

在这种情况下，emplace_back 不会比 push_back 更加高效。 - Simple

Answer 3

通常最好通过引用传递共享指针，因为原子增量往往会降低性能。在您的情况下，这不会引起注意，因为您之后仍然会复制它。

- SergeyA

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只有 foo1 的副本，是吗？ - ksl

@ksl 你认为 foo2 在内部做了什么？你认为它是相当于 new_vector_slot = x; 还是相当于 new_vector_slot = std::shared_ptr<X>(x);？ - David Schwartz

@DavidSchwartz 后者。 - ksl

@ksl 然后 foo2 也会复制。 - David Schwartz

@ksl 你说过只有 foo1 会复制，同时你认为 foo2 的实现方式必然会复制。这两件事情不可能同时成立。 - David Schwartz