C++ 中重载算术运算符的最佳签名是什么？答案

【问题标题】：What is the best signature for overloaded arithmetic operators in C++?C++ 中重载算术运算符的最佳签名是什么？
【发布时间】：2008-09-23 01:29:26
【问题描述】：

我曾假设 operator+ 的规范形式，假设存在重载的 operator+= 成员函数，是这样的：

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

但有人向我指出，这也可以：

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

本质上，这种形式将临时的创建从实现主体转移到函数调用。

这两个参数有不同的类型似乎有点别扭，但是第二种形式有什么问题吗？有理由偏爱一个吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

我不确定两者生成的代码是否有很大差异。

在这两者之间，我（个人）更喜欢第一种形式，因为它更好地传达了意图。这是关于您对 += 运算符的重用和通过 const& 传递模板化类型的习惯用法。

【讨论】：

【解决方案2】：

对于已编辑的问题，首选第一种形式。编译器更有可能优化返回值（您可以通过在 T 的构造函数中放置断点来验证这一点）。第一种形式也将两个参数都取为 const，这样会更可取。

返回值优化课题的研究，比如这个链接作为一个简单的例子：http://www.cs.cmu.edu/~gilpin/c++/performance.html

【讨论】：

【解决方案3】：

为了便于阅读，我更喜欢第一种形式。

在看到第一个参数被复制之前，我不得不三思而后行。我没想到会这样。因此，由于这两个版本可能都一样高效，我会选择一个更易于阅读的版本。

【讨论】：

【解决方案4】：

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

如果你想要简洁，为什么不这样做呢？

【讨论】：

【解决方案5】：

我的第一个想法是第二个版本可能比第一个版本快得多，因为没有将引用作为参数压入堆栈。但是，这将非常依赖于编译器，例如取决于编译器是否执行命名返回值优化。

无论如何，如果有任何疑问，切勿选择可能不存在且您很可能不需要的非常小的性能提升 - 选择最清晰的版本，这是第一个。

【讨论】：

【解决方案6】：

其实还是首选第二种。正如 c++ 标准中所述，

3.7.2/2：自动存储时长

如果一个命名的自动对象有初始化或析构函数副作用，不应该在其区块结束之前被摧毁，也不应作为一种被淘汰优化，即使它看起来是未使用，除了一个类对象或它的副本可能会被删除在 12.8 中指定。

也就是说，由于使用复制构造函数创建了一个未命名的临时对象，编译器可能不会使用返回值优化。然而，对于第二种情况，未命名的返回值优化是允许的。请注意，如果您的编译器实现了命名返回值优化，那么最好的代码是

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

【讨论】：

【解决方案7】：

我认为，如果您将它们都内联（我会，因为它们只是转发函数，并且大概 operator+=() 函数是离线的），您将获得几乎无法区分的代码生成。也就是说，第一个更规范。第二个版本是不必要的“可爱”。

【讨论】：