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c++ - 值传递和 std::move 优于传递引用的优点

问题描述

我目前正在学习 C++，并尽量避免养成坏习惯。据我了解，clang-tidy 包含许多“最佳实践”，我尽量坚持使用它们（尽管我不一定明白为什么它们被认为是好的），但我不确定我是否了解这里推荐的内容。

我使用了教程中的这个类：

class Creature
{
private:
    std::string m_name;

public:
    Creature(const std::string &name)
            :  m_name{name}
    {
    }
};

这导致了 clang-tidy 的建议，即我应该通过 value 而不是 reference 和 use 传递std::move。如果我这样做了，我会收到建议进行name引用（以确保它不会每次都被复制）以及std::move不会产生任何影响的警告，因为name是一个const所以我应该删除它。

我没有收到警告的唯一方法是const完全删除：

Creature(std::string name)
        :  m_name{std::move(name)}
{
}

这似乎是合乎逻辑的，因为唯一的好处const是防止弄乱原始字符串（这不会发生，因为我按值传递）。但我在CPlusPlus.com上读到：

尽管请注意 - 在标准库中 - 移动意味着被移动的对象处于有效但未指定的状态。这意味着，在这样的操作之后，被移动对象的值应该只被销毁或分配一个新值；否则访问它会产生一个未指定的值。

现在想象一下这段代码：

std::string nameString("Alex");
Creature c(nameString);

因为nameString按值传递，std::move只会name在构造函数内部无效，不会触及原始字符串。但是这样做有什么好处呢？无论如何，内容似乎只被复制一次 - 如果我在调用时通过引用传递m_name{name}，如果我在传递它时通过值传递（然后它被移动）。我知道这比按值传递而不是使用要好std::move（因为它被复制了两次）。

所以两个问题：

  1. 我是否正确理解了这里发生的事情？
  2. std::move使用通过引用传递并只是调用有什么好处m_name{name}吗？

标签： c++

解决方案

/* (0) */ 
Creature(const std::string &name) : m_name{name} { }

  • 传递的左值绑定到name，然后复制到m_name。

  • 传递的右值绑定到name，然后复制到m_name。

/* (1) */ 
Creature(std::string name) : m_name{std::move(name)} { }

  • 传递的左值被复制到name中，然后被移动到m_name中。

  • 传递的右值被移入，name然后被移入m_name。

/* (2) */ 
Creature(const std::string &name) : m_name{name} { }
Creature(std::string &&rname) : m_name{std::move(rname)} { }

  • 传递的左值绑定到name，然后复制到m_name。

  • 传递的右值绑定到rname，然后移动到m_name。

由于移动操作通常比副本快，如果您通过大量临时对象， (1)优于(0) 。(2)在复制/移动方面是最佳的，但需要代码重复。

完美转发可以避免代码重复：

/* (3) */
template <typename T,
          std::enable_if_t<
              std::is_convertible_v<std::remove_cvref_t<T>, std::string>, 
          int> = 0
         >
Creature(T&& name) : m_name{std::forward<T>(name)} { }

您可能希望限制T以限制可以实例化此构造函数的类型域（如上所示）。C++20 旨在通过概念简化这一点。

在 C++17 中，prvalues受保证复制省略的影响，当适用时，这将减少向函数传递参数时的复制/移动次数。

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