C++ - 为什么要根据 op+= 而不是相反的方式来实现 op+？

Question

为什么这样实现:

T& T::operator+=(const T&) {
  // ... implementation ...
  return *this;
}

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

比这个更常见:

T& T::operator+=(const T& rhs) {
  *this = *this + rhs;
  return *this;
}

T operator+(const T& lhs, const T& rhs) {
  // ... implementation ...
  return some_result;
}

我在阅读的文献中多次看到人们以这种方式实现它，而从来没有相反的方式，这到底是有什么原因，还是只是偶然的巧合？

Answer 1

operator+ 必须创建一个新对象来保存结果。 operator+= 不需要新对象。

如果您根据 operator+ 编写 operator+=，那么您最终会为额外的新对象创建、赋值(或交换)和销毁付出代价，所有这些你都不需要。

除此之外，在许多处理器上，硬件直接支持 += 和类似的操作，其中结果存储回输入寄存器之一，不存储到第三个寄存器(像 +)。

顺便说一句，您的(原始的，现在已编辑的)代码中有一个错误隐藏了部分额外工作。你实际上需要:

T& T::operator+=( const T& rhs )
{
    *this = *this + rhs; // creation of temporary, move assignment, and destruction of temporary
    return *this;
}

更糟糕的是，您(又是原创的，现在已编辑)建议的 operator+ 实现无法正确返回新对象，而是返回悬空引用。这是未定义的行为。

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对于那些感兴趣的人，第一个 operator+ 实现可以通过使用按值传递进一步改进:

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

现在如果 operator+ 的左手操作数是临时的，将使用移动构造函数，避免复制。尽管使用 NRVO，但无论哪种方式，生成的代码可能都没有太多优势。