operator+和/或operator+=使用移动语义是否有意义？

Question

我想知道在重载operator+和/或operator+=时，什么情况下使用移动语义是有意义的。虽然这个问题中已经解释了如何做到这一点，但我无法理解为什么要这样做。让我们考虑operator+=。如果我只是通过引用传递右侧，并对左侧对象进行适当的更改，则根本没有不必要的副本。因此，我们回到同一个问题：在这种情况下使用移动语义是否有益呢？

- iheap

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重载运算符通常不是一个好主意。因为：1) 如果显然有一个很好的情况需要这样做，那么可能已经有一个库为你实现了。 2) 如果不明显需要这样做，那么很可能这样做是非常糟糕的情况。 - enobayram

如果您对重载运算符感到不舒服，可以将其变成一个"append"成员函数。现在您仍然可以回答这个问题。 - R. Martinho Fernandes

@enobayram，这根本没有意义。按照这个逻辑，编写任何类型的代码都是一个不好的主意，永远不应该这样做。 - TonyK

@enobayram：这要看情况。对于 +，我可能同意（不过，为什么不编写一个数字或矩阵库呢？），但 << 和 >> 只是 C++ 中流的惯用法。 - Matthieu M.

@MatthieuM。有很多非常好的、宽容的开源矩阵库实现，这是类型1）的最佳示例之一，至于<<和>>，那是一种特殊情况，你可以重载运算符以符合库（伪代码1））。 - enobayram

Answer 1

是和不是。

operator+=

移动语义通常对于operator+=并没有什么帮助，因为您已经修改了左侧参数（this），所以大多数情况下您已经有资源可供使用。

但是，作为一种优化，它可能是值得的。想象一个std::string实现，其默认构造函数不分配任何内存。然后，std::string::operator+=(std::string&&)可以简单地从RHS中窃取资源。或者想象一下，RHS缓冲区足够大，可以容纳所有内容，但LHS不行，那么如果您可以使用RHS缓冲区，您就可以轻松解决：只需交换并添加前缀。

因此，这可能是值得的，但您必须进行研究。因此：

• T& T::operator+=(T const&)：始终存在
• T& T::operator+=(T&&)：在适当时启用移动语义

operator+

如果我们讨论的是适用于移动语义的类，则这里总是有用的。

问题在于，operator+会产生一个临时变量（突然出现），因此它通常必须为此临时变量创建资源。但是，如果它可以窃取它们而不是创建它们，则肯定更便宜。

但是，您不需要提供所有重载：

• T operator+(T const&, T const&)
• T operator+(T&&, T const&)
• T operator+(T const&, T&&)
• T operator+(T&&, T&&)（用于消除歧义）

不，您可以重复使用operator=使用的同样技巧，并在函数签名中创建临时变量（通过复制一个参数）。如果该类型可移动，则将调用移动构造函数，否则将调用复制构造函数，但由于您无论如何都需要临时变量，因此不会损失性能。

inline T operator+(T left, T const& right) { left += right; return left; }
inline T operator+(T const& left, T right) { right += left; return right; } // commutative
inline T operator+(T left, T&& right) { left += right; return left; } // disambiguation

虽然只有一个数字的差别（3而不是4），但我会接受这个结果！

当然，对于字符串来说，operator+不是可交换的（这就是为什么它是一个糟糕的重载），因此第二个重载的实际实现需要一个prepend方法。

编辑：根据Move semantics and operator overloading，似乎我过于热情了。从Ben Voigt的答案中借鉴，我们得到：

inline T operator+(T left, T const& right) { left += right; return left; }
inline T operator+(const T& left, T&& right) { right += left; return right; }

另一方面，这似乎只适用于交换操作; - 不起作用，但可能可以适应，另一方面，/ 和 % ...

- Matthieu M.

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最好做 right += left; return right;，这样在返回时可以将 right 视为右值。 - Johannes Schaub - litb

只是想澄清一下：您是否根据@JohannesSchaub-litb的评论更新了答案？我有点困惑。 - iheap

@BenVoigt：没错，但有一件事情让我感到困扰。所有的例子都是用可交换操作完成的，但并不是所有的操作都是可交换的。使用operator-时已经出现了问题，而使用/和%时则更加糟糕。 - Matthieu M.

@MatthieuM.: 是的，因为使用 - 可以（通常）执行 right = -right; right += left;。并且通过 / 可能会使用 right = recip(right); right *= left;。 但是 % 不起作用。或者 << 或 >>。对于这些情况，您只需省略第二个重载，并且不关心右操作数是否为右值引用。 - Ben Voigt

@Moia：据我所知，移动语义或运算符没有任何变化会影响这个答案；因此，我仍然认为它是准确的（无论好坏）。不过，我猜两个运算符也还好。 - Matthieu M.

Answer 2

如果您要附加两个字符串、向量等无法“移动”的对象，这是没有意义的。但是，如果您要附加链接列表（其中附加列表可能是O(1)运算符），如果您愿意牺牲右侧，则有意义。

- enobayram