Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

class Widget { // Подход 1: перегрузка для lvalue и rvalue

public:

void addName( const std::string&newName)

{ names.push_back(newName); }

void addName(std::string&& newName)

{ names.push_back(std::move(newName)); }

…

private:

std::vector names;

};

class Widget { // Подход 2: применение универсальной ссылки

public:

template

void addName( T&& newName)

{ names.push_back(std::forward(newName)); }

};

class Widget { // Подход 3: передача по значению public:

void addName( std::stringnewName)

{ names.push_back(std::move(newName)); }

};

Я буду говорить о первых двух версиях как о “подходе с передачей ссылки”, поскольку они обе передают параметры по ссылке.

Вот два сценария вызова, которые мы рассмотрели:

Widget w;

…

std::string name("Bart");

w.addName(name); // Передача lvalue

…

w.addName(name + "Jenne"); // Передача rvalue

Давайте теперь рассмотрим стоимость (в операциях копирования и перемещения) добавления имени в Widgetдля приведенных сценариев и каждой из трех рассмотренных реализаций addName. Мы будем игнорировать оптимизирующие возможности компиляторов по удалению копирований и перемещений, поскольку такая оптимизация зависит от контекста и компилятора и с практической точки зрения на суть анализа не влияет.

• Перегрузка. Независимо от передачи lvalue или rvalue аргумент вызывающей функции связан со ссылкой по имени newName. Это ничего не стоит в смысле операций копирования и перемещения. В перегрузке для lvalue newNameкопируется в Widget::names. В перегрузке для rvalue объект перемещается. Итоговая стоимость: одно копирование lvalue, одно перемещение для rvalue.

• Применение универсальной ссылки. Как и в случае перегрузки, аргумент вызывающей функции связан со ссылкой newName. Эта операция бесплатна.

Благодаря использованию std::forward lvalue-аргументы std::stringкопируются в Widget::names, в то время как rvalue-apryмeнты std::stringперемещаются. Итоговая стоимость для аргументов std::stringтакая же, как и при перегрузке: одно копирование для lvalue, одно перемещение для rvalue.

В разделе 5.3 поясняется, что если вызывающая функция передает аргумент, отличный от std: :string, он будет передан в конструктор std::string, и это может привести к нулевому количеству копирований и перемещений std::string. Таким образом, функции, получающие универсальные ссылки, оказываются уникально эффективными. Однако это не влияет на выполняемый нами анализ, так что для простоты мы будем предполагать, что вызывающая функция всегда передает аргументы std::string.

• Передача по значению. Независимо от передачи lvalue или rvalue должен быть сконструирован параметр newName. Если передано lvalue, это стоит одно копирование, если передано rvalue — одно перемещение. В теле функции newNameбезусловно перемещается в Widget::names. Итоговая стоимость, таким образом, равна одному копированию и одному перемещению для lvalue и двум перемещениям для rvalue. По сравнению с подходом с передачей ссылки мы получаем одно лишнее перемещение как для lvalue, так и для rvalue.

Взглянем еще раз на название раздела:

Рассмотрите передачу по значению для копируемых параметров, которые легко перемещаются и всегда копируются.

Оно сформулировано таким образом не без причины. Точнее, не без четырех причин.

1. Вы должны всего лишь рассмотреть использование передачи по значению. Да, при этом требуется написать всего лишь одну функцию. Да, при этом в объектном коде генерируется только одна функция. Да, вы избегаете проблем, связанных с применением универсальных ссылок. Но стоимость этого решения выше, чем стоимость альтернативных вариантов, и, как вы увидите далее, в некоторых случаях есть стоимость, которую мы еще не рассматривали.

2. Рассмотрите передачу по значению только для копируемых параметров . Параметры, не соответствующие этому условию, должны иметь типы, являющиеся только перемещаемыми, поскольку если они не копируемые, а функция всегда делает копию, такая копия должна создаваться с помощью перемещающего конструктора [30] Для таких предложений хорошо бы иметь терминологию, отличающую копирование с помощью копирующего конструктора от копирования с помощью перемещающего конструктора. . Вспомним, что преимущества передачи по значению перед перегрузкой заключаются в том, что при передаче по значению достаточно написать только одну функцию. Но для только перемещаемых типов нет необходимости предоставлять перегрузку для lvalue, поскольку копирование lvalue влечет вызов копирующего конструктора, который у таких типов отсутствует. Это означает, что требуется поддержка только аргументов, являющихся rvalue, и в таком случае решение на основе “перегрузки” требует только одну перегрузку, принимающую rvalue-ссылку.