在正确实现 Scott Meyer 的更有效的 C++ 第 22 条:“考虑使用 op= 而不是独立 op”时避免通用引用?

bec*_*cko 2 c++ templates operator-overloading effective-c++ overload-resolution

我正在尝试遵循 Scott Meyers 在更有效的 C++ 第 22 条中的建议:“考虑使用op=而不是独立op”。他建议我们可以创建一个模板operator+,以便所有实现的类operator+=自动获得operator+

template<class T>
const T operator+(const T& lhs, const T& rhs)
{ 
    return T(lhs) += rhs; 
}
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现在,在《Effective Modern C++》第 25 条中,有一个矩阵加法的示例(第 172 页),其中operator+建议使用右值重载 ,因为如果您知道lhsrhs是右值,则可以使用它们来存储结果,从而防止可能巨大的矩阵的无用副本。所以我添加了重载:

template<class T>
T operator+(T&& lhs, const T& rhs)
{ 
    return std::move(lhs += rhs);
}

template<class T>
T operator+(T const& lhs, T&& rhs)
{ 
    return std::move(rhs += lhs);
}

template<class T>
T operator+(T&& lhs, T&& rhs)
{ 
    return std::move(lhs += rhs);
}
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这里的问题是这T&&是一个通用引用,它最终捕获了所有内容,所以我最终从左值转移,这是不希望的行为。

那么我怎样才能正确实施模板呢operator+

使用按值传递的部分解决方案:我还阅读了《Effective Modern C++》中的第 41 条:“考虑可复制参数的按值传递...”,所以我尝试编写自己的版本,如下所示:

template<class T>
const T operator-(T lhs, T rhs)
{
    return lhs -= rhs;
}
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但是,当 rhs 是右值时,这会错过优化机会,因为在这种情况下,我不会使用 rhs 来存储结果。所以这只是部分解决方案。

Jon*_*ely 5

我认为你的问题是你试图将 C++03 建议(编写泛型operator+)与良好的 C++11 建议(右operator+值重载)结合起来,并且这两条建议不一定兼容。

您想要编写的泛型operator+很难正确地使用转发引用,但是您可以遵循与原始方法相同的方法并创建一个临时的,lhs如果它是右值,则通过使用std::forward(“通用引用”现在称为转发参考文献,这应该给你一个线索,处理它们的最佳方法通常std::forward不是std::move):

template<class T>
    T operator+(T&& lhs, const T& rhs)
    {
        T tmp{ std::forward<T>(lhs) };
        tmp += rhs;
        return tmp;
    }
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请注意,这只会接受左侧的右值,因为另一个参数意味着T不会被推导为引用类型,例如 X&,而只能被推导为对象类型,例如X,因此第一个参数只能匹配右值。

因此,我们可以为左侧是左值的情况添加另一个重载:

template<class T>
    T operator+(const T& lhs, const T& rhs)
    {
        T tmp{lhs};
        tmp += rhs;
        return tmp;
    }
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rhs这可能不是完全最佳的,因为当它是右值时,两个重载都不会重用,但正如我在上面的评论中所说的那样rhs += lhs,除非加法是可交换的,否则是不正确的。如果您乐意假设它可以通勤,那么您可以对此进行改进,以便在rhs它是右值时重用(通过添加更多重载和更多复杂性)。

operator+就我个人而言,我认为以 定义的泛型operator+=作为练习很有趣,但实际上并不是很实用,特别是当您考虑移动语义时。为您的类型编写一个自定义operator+(例如《更有效的 C++》第 172 页上的自定义)并不需要太多工作,而且您不必处理转发引用,并且您会知道该类型的加法是否可交换以及是否可交换。做rhs += lhs与不做安全。