没有指针（包括智能指针）或副本的高效工厂函数？答案

【问题标题】：Efficient factory functions without pointers (including smart pointers) or copies?没有指针（包括智能指针）或副本的高效工厂函数？
【发布时间】：2011-08-13 15:34:21
【问题描述】：

假设我有某种工厂函数，它创建的对象主要用于很短的时间跨度（可能只是在调用此工厂函数的函数范围内）。

像这样：

foo factory(some_parameter fancy_parameter)
{
   return foo(fancy_parameter);
}

//this gets called all the time... very often
void every_frame_function()
{
   for(int i=0; i<big_number; ++i)
       do_something_with(factory(some_parameter(i));

} //don't need those foos out here!

有没有一种方法可以实现这样的工厂，而无需用户关心内存管理（通过返回指针），无需处理智能指针开销，也无需返回必须硬拷贝的 foo 对象？

也许我要的是一只在这里下金蛋的鹅，但也许这里需要使用一些移动语义（我只是不知道如何）。

【问题讨论】：

你真的想在每次调用 factory() 时都创建一个新工厂吗？还是每次工作都返回同一家工厂？智能指针还有什么问题？它们是现代 C++ 工作的基础。
工厂函数似乎要解决什么问题？
对于（2D-）碰撞检测，我需要边界框，其中包含 13 个二维向量（4 个角顶点、4 个边缘顶点、4 个法线顶点和一个中心顶点，总共 26 个浮点数）。工厂函数用于创建某些类型的边界框。大多数这些边界框都被永久保存；但是，我也有很多动态创建的对象，我需要为每个对象创建边界框。这不是性能杀手，我也不喜欢过早的优化，但我问是否有一些东西可以在没有黑客攻击的情况下轻松实现。

标签： c++ performance factory

【解决方案1】：

使用std::unique_ptr<T>，与原始指针相比，它的开销为零。

或者只是按值返回，但是你不能做子类型多态。

【讨论】：

【解决方案2】：

编译器在许多情况下会优化副本，具体取决于您对它的处理方式。例如：

type create();
void test {
   type local = create();       // Copy will be elided
   type const & ref = create(); // Extra copy will be elided
   local = create();
}

这是假设 create 以可以应用 (N)RVO 的方式实现，否则在从 create 返回之前会有另一个内部副本之前。

现在，有趣的是确定这是否是正确的方法，我们无法做到这一点，因为您没有提供有关问题的足够信息。例如，工厂返回的对象创建成本有多大，它们是否持有资源，或者您是否可以重用该对象......

【讨论】：

厌倦了衍生工厂的切片。

【解决方案3】：

我认为这是深拷贝和浅拷贝的问题。指针类似于浅拷贝。

两个副本的详细信息：http://en.wikipedia.org/wiki/Object_copy#In_C.2B.2B

如果不在另一个函数中使用指针，您必须在代码中使用深拷贝。如果对象很大，深拷贝会耗费很多时间，导致程序很慢。在您关于二维向量的示例中，两个副本之间的差异并不明显。但是如果对象大到复杂的对话框，效果就很清晰了。

【讨论】：

【解决方案4】：

嗯，你不能用工厂函数来做，但你可以用类来做：

class Factory {
public:
   Base &create_obj(some_param p)
   {
      d.p =p;
      return d;
   }
 private:
   Derived d;
};
void every_frame_function() {
   Factory f;
   for(int i=0;i<bignumber;i++)
     {
     do_something_with(f.create_obj(some_parameter(i)));
     }
}

【讨论】：