提供移动参数的构造函数的惯用方式答案

【问题标题】：Idiomatic way of providing constructors that move their arguments提供移动参数的构造函数的惯用方式
【发布时间】：2018-02-09 14:41:00
【问题描述】：

假设我有以下课程：

#include <vector>
class Foo
{
public:
    Foo(const std::vector<int> & a, const std::vector<int> & b)
        : a{ a }, b{ b } {}
private:
    std::vector<int> a, b;
};

但现在我想说明构造函数的调用者可能将临时对象传递给它的情况，并且我想将这些临时对象正确移动到 a 和 b。

现在我真的必须再添加 3 个构造函数吗，其中 1 个以 a 作为右值引用，其中 1 个以 b 作为右值引用，1 个只有右值引用参数？

当然，这个问题可以推广到任何数量的值得移动的参数，并且所需的构造函数的数量将是 ~~arguments^2~~ 2^arguments。

这个问题也适用于所有函数。

这样做的惯用方式是什么？还是我在这里完全遗漏了一些重要的东西？

【问题讨论】：

我见过的一个解决方案是按值获取两个参数，然后移动它们。我看到这个有争议，但我没有来源了：/
哦，是的，你是对的。我将编辑我的答案：p。
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标签： c++11 move-semantics rvalue-reference

【解决方案1】：

通常的做法是按值传递，然后从参数中移动构造成员：

Foo(std::vector<int> a, std::vector<int> b)
    : a{ std::move(a) },
      b{ std::move(b) }
{}

如果需要副本，它将由调用者创建，然后移出以构造成员。如果调用者传递一个临时值（或其他右值），则不会复制，只会移动一次。

对于没有有效移动构造函数的参数，接受对 const 的引用会稍微高效一些，我会保留它。

如果函数不需要传递值的副本，则这些都不适用 - 如果您不修改值并且不需要它存在，请继续使用 const ref在函数执行结束之后。就个人而言，我在构造函数中大量使用 pass-by-value-and-move，但很少在其他函数中使用。

【讨论】：

确实临时对象会被移动，但是用左值调用这个ctor会稍微慢一些，因为它被复制和移动而不是被复制？
有点，但想法是移动构造预计会非常便宜。对于std::vector，您将很难衡量差异。而且它比编写 2^n 个不同的构造函数更容易和更容易出错！
这种方法对vector 来说很划算，因为与复制相比，移动是如此便宜。请注意将这种方法推广到您可能没有此特征的其他类型。
@Jupiter：没有一种正确的方法可以做到这一点。对于每个单独的案例，我计算副本和移动，并猜测每个案例的成本。有 3 种方法，每种方法都有优点和缺点。这一个，2^n 解决方案（非常适合单参数）和受约束的模板解决方案（完美的性能，但读写难看，容易出错，而且经常过度杀伤）。对于vector，我推荐按值方法。
翻新旧房子通常比从头开始建造新房子更困难、更昂贵。它需要不同的技能，结果也不一样。但有时装修是唯一可行的解决办法，特别是如果你不能在工作完成时把人赶出家门。

【解决方案2】：

真的，如果移动构造非常便宜，你应该按价值计算。

这导致在每种情况下都比理想情况多移动 1 次。

但如果你真的必须避免这种情况，你可以这样做：

template<class T>
struct sink_of {
  void const* ptr = 0;
  T(*fn)(void const*) = 0;
  sink_of(T&& t):
    ptr( std::addressof(t) ),
    fn([](void const*ptr)->T{
      return std::move(*(T*)(ptr));
    })
  {}
  sink_of(T const& t):
    ptr( std::addressof(t) ),
    fn([](void const*ptr)->T{
      return *(T*)(ptr);
    })
  {}
  operator T() const&& {
    return fn(ptr);
  }
};

它使用 RVO/elision 来避免以大量基于指针的开销和类型擦除为代价的额外移动。

Here 是一些证明这一点的测试代码

test( noisy nin ):n(std::move(nin)) {}
test( sink_of<noisy> nin ):n(std::move(nin)) {}

相差一个 noisy 的精确移动构造。

“完美”版本

test( noisy const& nin ):n(nin) {}
test( noisy && nin ):n(std::move(nin)) {}

或

template<class Noisy, std::enable_if_t<std::is_same<noisy, std::decay_t<Noisy>>{}, int> = 0 >
test( Noisy && nin ):n(std::forward<Noisy>(nin)) {}

与sink_of 版本具有相同数量的复制/移动。

（noisy 是一种打印有关其所从事的移动/复制的信息的类型，因此您可以看到通过省略优化了哪些内容）

这只有当额外的move 需要消除时才值得。对于vector，它不是。

另外，如果你有一个“真正的临时”传递，那么按值传递的值与 sink_of 或“完美”的一样好。

【讨论】：