有没有办法在提供左值和右值重载时删除重复代码？

Question

在学习 C++ 时，我决定编写一个简单的模板化二叉搜索树 (bst)，但遇到了以下问题：我希望能够构造一个 bst，方法是向它传递一个像 @987654322 这样的左值@ 和像 T &&val 这样的右值。同样，我希望能够插入左值和右值。所以我最终得到了很多我不喜欢的重复代码：

/// copy constructor
explicit inline constexpr binary_search_tree(const T &val)
    : _root{std::make_unique<binary_search_tree_node>(val)} {}

/// move constructor
explicit inline constexpr binary_search_tree(T &&val)
    : _root{std::make_unique<binary_search_tree_node>(std::move(val))} {}

对于构造函数，其中binary_search_tree_node 是binary_search_tree 的私有成员，它还必须提供复制和移动构造函数：

struct binary_search_tree_node {
  T value;
  std::unique_ptr<binary_search_tree_node> left;
  std::unique_ptr<binary_search_tree_node> right;

  // prohibit creation of tree_node without value
  inline constexpr binary_search_tree_node() = delete;

  /// copy constructor
  explicit inline constexpr binary_search_tree_node(const T &val)
      : value{val}, left{nullptr}, right{nullptr} {}

  /// move constructor
  explicit inline constexpr binary_search_tree_node(T &&val)
      : value{std::move(val)}, left{nullptr}, right{nullptr} {}
};

还有：

inline constexpr void insert(const T &v) {
  if (!_root) {
    _root = std::make_unique<binary_search_tree_node>(v);
    ++_size;
  } else {
    insert(_root, v);
  }
}

inline constexpr void insert(T &&v) {
  if (!_root) {
    _root = std::make_unique<binary_search_tree_node>(std::move(v));
    ++_size;
  } else {
    insert(_root, std::move(v));
  }
}

用于插入功能。

当我想搜索一个值时，列表继续：我应该为find(const T &val) 和 find(T &&val)..提供重载吗？

所以我的问题是是否有一种方法可以组合这些重载或任何 其他方式来删除这个重复的代码？

我读到了reference collapsing rules，但我不确定我是否可以在这里使用这个概念。

也欢迎任何其他想法或建议。

Answer 1

是的，您可以使用引用折叠来减少编写的函数数量。

例如，您的函数 insert 可以使用右值引用 + 立即上下文来利用引用折叠，从而产生转发引用：

template<typename U>
inline constexpr void insert(U &&v) { // v is a forwarding reference
    if (!_root) {
        // we use std::forward to keep rvalue-ness
        // of the named object when v is an rvalue, but not when it's a lvalue
        _root = std::make_unique<binary_search_tree_node>(std::forward<U>(v));
        ++_size;
    } else {
        insert(_root, std::forward<U>(v));
    }
}

即使参数使用的是右值引用，由于引用折叠，左值也会在这里起作用。如果U 推导出为int&，那么参数就是int& &&，它折叠为int&。相反，如果发送一个右值，它会将int推导出为U，因此参数为int &&。

这种模式称为转发引用。

如您所见，如果转发参数存在模板参数推导，则此类代码仅具有该属性。

请注意，如果没有正确约束，将其设为模板将使其接受比预期更多的类型。

您也可以使用复制然后移动以避免代码重复：

inline constexpr void insert(const T &v) {
    T copy = v;
    insert(std::move(copy)); // calls the rvalue overload
}