使用右值引用作为默认参数

Question

我想创建一个函数，它接受一个可选的对象引用，并在函数执行期间为其创建一个对象（如果未提供该对象）。

void Foo(Bar& b = Bar()) { /* stuff */ }

当然，这是无效的代码，因为在此上下文中，Bar 不能隐式转换为 Bar 引用。引用不能是 const，因为函数内部对 b 进行了更改。

您可以通过使用右值引用来解决这个问题，即：

void Foo(Bar&& b = Bar()) { /* stuff */ }

这是否是正确使用右值引用的方式？现在调用者必须在它们的 Bar 参数上调用 std::move，即使我没有清除传递的 Bar 的意图，而通常当你传递右值时会这样做。

- Matt Kline

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为什么不使用静态默认对象呢？ - Deduplicator

这句话的意思是：如何理解 void Foo(Bar & b = stay(Bar()))? 其中使用了 template <typename T> T & stay(T && t) { return t; }。 - Kerrek SB

@MattMcNabb：抱歉，但我不太明白ctor（也许还有dtor）非平凡对使用静态默认对象有什么影响，除了在人为制造的边缘情况下（静态初始化顺序混乱）之外。你能详细说明一下吗？ - Deduplicator

为什么在标题中提到通用引用，当与它们没有任何关系？此外，“浅拷贝”对于移动语义来说是一个非常具有误导性的术语。 - Jonathan Wakely

@MattKline：通用引用是与rvalue、lvalue、const rvalue或const lvalue匹配的引用参数。它们是接收模板类型为&&的模板函数。这很反直觉，因为它们与在其签名中也使用&&的rvalue引用参数没有任何关系。 - Mooing Duck

Answer 1

void Foo(Bar&& b = Bar()) { /* stuff */ }

那确实是r-value引用的有效用法，但它并没有反映出实际语义，因此是“设计有缺陷”的。

你想做的是使用一个提供默认参数的转发函数，像这样：

void Foo(Bar& b) { /* stuff */ }
void Foo() { Bar b{}; Foo(b); }

或者使用静态默认参数（请注意，这将始终重用相同的对象）：

template<class T> decltype(T{})& default_object() {static T x{}; return x;}
void Foo(Bar& b = default_object<Bar>()) { /* stuff */ }

或者像KerrekSB在评论中建议的那样（我添加了constexpr），使用这个危险的模板函数：

template<class T> constexpr T& no_move(T&& t) { return t; }
void Foo(Bar& b = no_move(Bar{})) { /* stuff */ }

- Deduplicator

Answer 2

所以你有一个函数，它需要使用一个in-out参数来传递信息给调用者。

但你希望这个参数是可选的。

那么你的解决方案就是让参数看起来像是一个in参数，要求调用者移动参数(这通常意味着他们会失去任何状态，或者可能处于未指定的状态)。这是一种糟糕的设计，你会因为函数内部实现的方便而混淆调用者的视听。你应该为用户而不是实现者设计API。

你可以采取Deduplicator建议的方法，将其拆分为两个函数，一个提供虚拟对象作为in-out参数并在使用后丢弃：

void Foo(Bar& b) { /* stuff */ }
void Foo() { Bar dummy{}; Foo(dummy); }

如果您需要一个可以为空的引用，那么请不要使用引用，而是使用正确的语言特性来传递可以为空的参数：

void Foo(Bar* b) { /* stuff, updating b if not null */ }

- Jonathan Wakely

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当然，这也是一个有效的选项。可能更清洁，也可能不是。另外：我列出了两个你没有提到的选项。 - Deduplicator

@Deduplicator，我不喜欢另外两个选项，所以没有参考它们 :) 你的重载函数建议得到了我的赞同。 - Jonathan Wakely