通过移动有效地将元组插入容器

Question

我是move 语义初学者。这是代码吗：

template <typename... Args>
void foo(const Args & ... args){
    map<tuple<Args...>, int> cache;
    auto result = cache.emplace(move(make_tuple(args ...)),1);
    //...
    }

效率高于：

template <typename... Args>
void foo(const Args & ... args){
    map<tuple<Args...>, int> cache;
    tuple<Args...> t(args...);
    auto result = cache.insert(make_pair(t,1));
    //...
    }

特别是如果args 包含一些大对象？

同样的问题，但std::vector（所以不需要make_pair 或make_tuple）

Answer 1

因为这是为了记忆，所以这两个选项都不是一个好主意。

对于唯一键容器，emplace 和insert（除了insert 传递了value_type 即pair<const Key, Value>）可以无条件地分配内存并首先构造键值对，并且如果密钥已经存在，则销毁该对并释放内存；如果您的密钥已经存在，这显然是昂贵的。 （他们需要这样做，因为在一般情况下，您必须先构造密钥，然后才能检查它是否存在，并且必须直接在其最终位置构造密钥。）

但是，您还希望避免不必要地复制密钥，因此插入 value_type 并不好 - 其中的 Key 是 const 限定的，因此无法移动。

最后，您还希望避免额外的查找。不像内存分配那么昂贵，但仍然可以节省它。

因此，我们需要先查找键，如果键不在地图中，则仅调用emplace。在 C++11 中，只允许同构查找，因此您必须复制一份 args...。

map<tuple<Args...>, int> cache;
auto key = std::make_tuple(args...);
auto it = cache.lower_bound(key); // *it is the first element whose key is
                                  // not less than 'key'
if(it != cache.end() && it->first == key) {
    // key already in the map, do what you have to do
}
else {
    // add new entry, using 'it' as hint and moving 'key' into container.
    cache.emplace_hint(it, std::move(key), /* value */);
}

在 C++14 中，您可以进行异构查找，这意味着您可以保存副本以备不时之需：

map<tuple<Args...>, int, less<>> cache; // "diamond functor" enables hetergeneous lookup
auto key = std::tie(args...); // this is a tuple<const Args&...> - a tuple of references!
auto it = cache.lower_bound(key); // *it is the first element whose key is
                                  // not less than 'key'
if(it != cache.end() && it->first == key) {
    // key already in the map, do what you have to do
}
else {
    // add new entry, copying args...
    cache.emplace_hint(it, key, /* value */);
}

Answer 2

template <typename... Args>
void foo(const Args & ... args){
    map<tuple<Args...>, int> cache;
    auto result = cache.emplace(move(make_tuple(args ...)),1);
    //...
}

这段代码应该更快。 emplace 执行就地构造（完美转发）。这应该保证最小数量的构造和副本。但是，如果您对它们进行基准测试，它不会有害。

一般来说，尽可能使用 emplace。它应该总是一个更好的选择。

Answer 3

第一：

auto result = cache.emplace(move(make_tuple(args ...)),1);

对

auto result = cache.emplace(make_tuple(args ...),1);

没有区别。 make_tuple(args...) 是一个临时的，因此作为右值引用传递。此举不会添加任何内容。

会有所不同

tuple<Args...> t(args...);
auto result = cache.emplace(t, 1);

现在emplace() 接收一个左值引用，因此使用 std::pair 的复制构造函数而不是移动构造函数。

无论如何，如果大数据位于args... 中的任何一个中，您的问题无论如何都出在其他地方。所有args 当前都作为左值引用传递。

你想做的是：

template <typename... Args>
void foo(Args && ... args){
    map<tuple<Args...>, int> cache;
    auto result = cache.emplace(make_tuple(forward<Args>(args)...)),1);
    //...
}

如果您将右值引用传递给foo()，则forward<Args>(args)... 将其作为右值引用转发，从而导致移动而不是复制。如果您使用左值引用调用foo()，它将作为左值转发。