c++ - 使用右值引用和简单工厂

Question

我最近了解了 std::move 和 rvalue 引用，想知道我对它们的使用是否既合适又高效。

考虑这个简单的 Image 类，它只存储一个表示像素的 unsigned char 值数组。 (请注意，实际上成员数多于单个字符数组，但为了便于阅读，我在这里进行了简化。)

using PixelContainer = std::vector<unsigned char>;

class Image {
public:
    Image(PixelContainer&& pixels) : m_pixels(std::move(pixels)) {};

    Image& operator=(Image&& image) { m_pixels = std::move(image.m_pixels); return *this; };

private:
    PixelContainer m_pixels;
};

现在考虑 ImageFactory 类的这个静态方法，它接受 .png 的文件名并返回一个 Image 对象适当的像素值。

Image ImageFactory::loadImage(const char* filename) {
    PixelContainer temp_pixels;

    // ... fill pixels from file (details not relevant here)

    Image temp_image(std::move(temp_pixels));

    return temp_image;
}

最后，它们一起用于代码中:

Image image = ImageFactory::loadImage("image.png");

我正在使用 rvalue 引用，大概是为了摆脱复制可能是大量像素值的拷贝所花费的时间。因为工厂创建的 vector 和图像是临时的，所以它们可以四处移动。

我的问题是，我的实现是否有意义，如果没有根本性的缺陷，是否可以进一步改进？

Answer 1

让我们一探究竟!我添加了一个这样的函数来包含你的最后一点代码:

Image outer() {
    Image image = ImageFactory::loadImage("image.png");
    return image;
}

我还必须为 Image 添加一个常规的复制构造函数(我使用 = default 来定义它)，因为即使它没有被实际使用，它也是需要按值返回。

然后我使用 Clang -O2 -g -S 进行了编译，并查看了程序集。它主要是初始化 vector 的代码:调用 operator new 并设置 vector 的内部指针。没有复制，代码看起来相当干净和高效。正如您可能希望的那样，outer() 的代码与 loadImage() 的代码几乎相同(后者内联到前者中，因为我将所有内容都放在一个翻译单元)。

作为引用，这是我得到的程序集:

outer():                             ## @_Z5outerv
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    pushq   %rbx
    pushq   %rax
    movq    %rdi, %rbx
    movl    $100000000, %edi        ## imm = 0x5F5E100
    callq   operator new(unsigned long)
    movd    %rax, %xmm0
    movlhps %xmm0, %xmm0            ## xmm0 = xmm0[0,0]
    movq    $-100000000, %rcx       ## imm = 0xFFFFFFFFFA0A1F00
    movq    %rax, %rsi
LBB1_1:                                 ## =>This Inner Loop Header: Depth=1
    testq   %rsi, %rsi
    movl    $0, %edx
    je      LBB1_3
    movb    $0, (%rsi)
    movaps  %xmm0, %xmm1
    punpckhqdq      %xmm1, %xmm1    ## xmm1 = xmm1[1,1]
    movd    %xmm1, %rdx
LBB1_3:                                 ## %_ZNSt3__116allocator_traits...
    incq    %rdx
    movd    %rdx, %xmm1
    punpcklqdq      %xmm1, %xmm0    ## xmm0 = xmm0[0],xmm1[0]
    incq    %rcx
    movq    %rdx, %rsi
    jne     LBB1_1
## BB#4:                                ## %_ZN12ImageFactory9loadImageEPKc.exit
    leaq    100000000(%rax), %rax
    movdqu  %xmm0, (%rbx)
    movq    %rax, 16(%rbx)
    movq    %rbx, %rax
    addq    $8, %rsp
    popq    %rbx
    popq    %rbp
    retq