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因此,在查找移动语义之后,我发现当您打算转移所有权时,普遍的共识是按价值传递。但在Scott Meyer 关于通用引用的演讲中,我注意到std::vector::push_back有 2 个重载:

void push_back( const T& value );
void push_back( T&& value );

于是我就想,这还void push_back( T value );不够吗?我问了几个人,最终导致了以下测试用例:

#include <memory>
#include <iostream>
#include <type_traits>

struct A
{
    A() { std::cout << "A Default constructor\n"; }
    A(const A &) { std::cout << "A Copy\n"; }
    A(A &&) { std::cout << "A Move\n"; }
};

std::aligned_storage<sizeof(A)> contents;
A& alias = *reinterpret_cast<A*>(&contents);

void ByVal(A a)
{
    new (&contents) A(std::move(a));
    alias.~A();
}

void ByLCRef(A const& a)
{
    new (&contents) A(a);
    alias.~A();
}

void ByRRef(A&& a)
{
    new (&contents) A(std::move(a));
    alias.~A();
}

int main()
{
    A a;
    std::cout << "\n";
    std::cout << "ByVal(a);\n";
    ByVal(a);
    std::cout << "ByVal(std::move(a));\n";
    ByVal(std::move(a));
    std::cout << "ByVal(A());\n";
    ByVal(A());
    std::cout << "ByLCRef(a);\n";
    ByLCRef(a);
    std::cout << "ByRRef(std::move(a));\n";
    ByRRef(std::move(a));
    std::cout << "ByRRef(A());\n";
    ByRRef(A());
}

产生以下内容:

A Default constructor

ByVal(a);
A Copy
A Move
ByVal(std::move(a));
A Move
A Move
ByVal(A());
A Default constructor
A Move
ByLCRef(a);
A Copy
ByRRef(std::move(a));
A Move
ByRRef(A());
A Default constructor
A Move

如您所见,ByVal与一对参考重载相比,产生了 1 个额外的移动。所以问题是:值得吗?你什么时候会创建两个重载而不是一个简单的按值传递函数?

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3 回答 3

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如您所见,与一对参考重载相比,ByVal 产生了 1 个额外的移动。所以问题是:值得吗?你什么时候会创建两个重载而不是一个简单的按值传递函数?

+1 大多数问这个问题的人都懒得做分析。所以你得到我的赞成,因为你自己做作业。:-)

是否值得取决于移动构造函数的成本,以及函数需要多少参数。在一种极端情况下,如果移动构造函数不是那么快,您可能会非常关心消除它们(赞成 const&、&& 重载解决方案)。在另一个极端,如果您的函数有 4 个参数,每个参数都需要左值/右值处理,您可能不愿意编写 16 个重载来涵盖所有情况。这是需要维护的大量代码,而固有的代码复杂性会招致错误。所以按值方法看起来更有吸引力(不需要重载)。

所以恕我直言,对于“是否值得”这个问题没有一般的答案。最好的答案是让自己了解每种解决方案的成本,就像您已经做过的那样,并根据具体情况做出工程判断。

更新

vector<T>::push_back恕我直言的情况下,const&, && 重载解决方案是值得的。只有一个参数,我们不知道移动构造函数有多昂贵。事实上,我们甚至不知道是否有移动构造函数。修改您的实验以测试后一种情况(删除移动构造函数):

ByVal(a);
A Copy
A Copy

ByLCRef(a);
A Copy

你要付一两份把你的复制A进去vector吗?

也就是说,您对参数了解得越少,您就越需要向性能方面倾斜,特别是如果您正在编写像std::vector.

于 2013-01-06T21:07:02.703 回答
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存储可移动和可复制的类

想象一下你有这个类:

class Data {
 public:
  Data() { }
  Data(const Data& data)            { std::cout << "  copy constructor\n";} 
  Data(Data&& data)                 { std::cout << "  move constructor\n";}
  Data& operator=(const Data& data) { std::cout << "  copy assignment\n"; return *this;}
  Data& operator=(Data&& data)      { std::cout << "  move assignment\n"; return *this;}  
};

注意,一个好的 C++11 编译器应该为你定义所有这些函数(一些旧版本的Visual Studio 没有),但我在这里定义它们是为了调试输出。

现在,如果您想编写一个类来存储这些类之一,我可能会像您建议的那样使用按值传递:

class DataStore {
  Data data_;
 public: 
  void setData(Data data) { data_ = std::move(data); }
};

我正在利用C++11 移动语义将值移动到所需位置。然后我可以DataStore像这样使用它:

  Data d;   
  DataStore ds;
  
  std::cout << "DataStore test:\n";
  ds.setData(d);
  
  std::cout << "DataStore test with rvalue:\n";
  ds.setData(Data{});
  
  Data d2;
  std::cout << "DataStore test with move:\n";
  ds.setData(std::move(d2));

具有以下输出:

DataStore test:
  copy constructor
  move assignment
DataStore test with rvalue:
  move assignment
DataStore test with move:
  move constructor
  move assignment

这很好。我在上次测试中有两个动作可能不是最佳的,但动作通常很便宜,所以我可以忍受。为了使它更优化,我们需要重载setData我们稍后会做的函数,但这可能是过早的优化。

存储一个不可移动的类

但现在想象我们有一个可复制但不可移动的类:

class UnmovableData {
 public:
  UnmovableData() { }
  UnmovableData(const UnmovableData& data) { std::cout << "  copy constructor\n";}
  UnmovableData& operator=(const UnmovableData& data) { std::cout << "  copy assignment\n"; return *this;}  
};

在 C++11 之前,所有类都是不可移动的,所以希望今天能在野外找到很多类。如果我需要编写一个类来存储它,我就不能利用移动语义,所以我可能会写这样的东西:

class UnmovableDataStore {
  UnmovableData data_;
 public:
  void setData(const UnmovableData& data) { data_ = data; }
};

并通过引用到常量。当我使用它时:

  std::cout << "UnmovableDataStore test:\n";
  UnmovableData umd;
  UnmovableDataStore umds;
  umds.setData(umd);

我得到输出:

UnmovableDataStore test:
  copy assignment

如您所料,只有一份副本。

存储不可复制的类

你也可以有一个可移动但不可复制的类:

class UncopyableData {
 public:
  UncopyableData() { } 
  UncopyableData(UncopyableData&& data) { std::cout << "  move constructor\n";}
  UncopyableData& operator=(UncopyableData&& data) { std::cout << "  move assignment\n"; return *this;}    
};

std::unique_ptr是可移动但不可复制的类的示例。在这种情况下,我可能会编写一个类来存储它,如下所示:

class UncopyableDataStore {
  UncopyableData data_;
 public:
  void setData(UncopyableData&& data) { data_ = std::move(data); }
};

我通过右值引用传递并像这样使用它:

  std::cout << "UncopyableDataStore test:\n";
  UncopyableData ucd;
  UncopyableDataStore ucds;
  ucds.setData(std::move(ucd));

具有以下输出:

UncopyableDataStore test:
  move assignment

注意我们现在只有一个好的动作。

通用容器

然而,STL 容器需要是通用的,它们需要与所有类型的类一起工作并尽可能优化。如果你真的需要上面数据存储的通用实现,它可能看起来像这样:

template<class D>
class GenericDataStore {
  D data_;
 public:
  void setData(const D& data) { data_ = data; }
  void setData(D&& data) { data_ = std::move(data); }   
};

通过这种方式,无论我们使用不可复制或不可移动的类,我们都可以获得最佳性能,但我们必须至少有两个setData可能引入重复代码的方法重载。用法:

  std::cout << "GenericDataStore<Data> test:\n";
  Data d3;
  GenericDataStore<Data> gds;
  gds.setData(d3);
  
  std::cout << "GenericDataStore<UnmovableData> test:\n";
  UnmovableData umd2;
  GenericDataStore<UnmovableData> gds3;
  gds3.setData(umd2); 
  
  std::cout << "GenericDataStore<UncopyableData> test:\n";
  UncopyableData ucd2;
  GenericDataStore<UncopyableData> gds2;
  gds2.setData(std::move(ucd2));

输出:

GenericDataStore<Data> test:
  copy assignment
GenericDataStore<UnmovableData> test:
  copy assignment
GenericDataStore<UncopyableData> test:
  move assignment

现场演示。希望有帮助。

于 2014-05-22T13:38:42.773 回答
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重要的一点是,在值传递和重载之间切换时不需要更改客户端代码。所以它真的归结为性能与维护。而且由于维护通常更受青睐,因此我提出了以下经验法则:

按值传递,除非:
1. 移动构造函数或移动赋值不是微不足道的。
2. 对象可复制但不可移动。
3.你在写一个模板库,不知道对象的类型。
4. 尽管对象具有微不足道的移动构造函数和赋值,但您的分析器仍然向您显示程序在移动中花费了大量时间。

于 2013-01-07T02:30:27.627 回答