C++ - 为什么用 op+= 来实现 op+ 而不是相反？

Question

为什么会这样实现：

T& T::operator+=( const T& ) {
  // ... implementation ...
  return *this;
}

T operator+( const T& lhs, const T& rhs ) {
  T temp( lhs );
  return temp += rhs;
}

比这个传播得更频繁：

T& T::operator+=( const T& rhs ) {
  *this = *this + rhs;
  return *this;
}

T operator+( const T& lhs, const T& rhs ) {
  // ... implementation ...
  return some_result;
}

是否有任何原因，或者只是一个偶然的巧合，我看到人们在我阅读的文献中多次以这种方式实现它，而从来没有相反的方式？

Answer 1

operator+ 必须创建一个新对象来保存结果。 operator+= 不需要新对象。

如果您将operator+= 写成operator+，那么您最终会为额外的新对象创建、分配（或交换）和销毁付出代价，而所有这些都是您不需要的。

除此之外，在许多处理器上，硬件直接支持+= 和类似操作，其中结果被存储回输入寄存器之一，而没有用于存储到第三个寄存器（如+）。

顺便说一句，您的（原始，现已编辑）代码中有一个错误，隐藏了部分额外工作。你实际上需要：

T& T::operator+=( const T& rhs )
{
    *this = *this + rhs; // creation of temporary, move assignment, and destruction of temporary
    return *this;
}

更糟糕的是，您（同样是原始的，现在已编辑）建议的 operator+ 实现无法正确返回新对象，而是返回一个悬空引用。这是未定义的行为。

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对于那些感兴趣的人，第一个 operator+ 实现可以通过使用传递值进一步改进：

T operator+( T lhs, const T& rhs )
{
    lhs += rhs;
    return lhs;
}

现在如果operator+ 的左侧操作数是临时的，将使用移动构造函数，避免复制。尽管使用 NRVO，但无论哪种方式，生成的代码都可能没有太大优势。