c++ - 将左值传递给右值

Question

我做了一个小的“阻塞队列”类。令我恼火的是，我为传递到 enqueue 成员函数的值创建了冗余代码。

这两个函数做同样的事情(除了右值使用 std::move 将右值移动到实际的队列集合中)，除了分别处理左值和右值:

    void enqueue(const T& item)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        this->push(item);
        this->data_available = true;
        cv.notify_one();
    }

    void enqueue(T&& item)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        this->push(std::move(item));
        this->data_available = true;
        cv.notify_one();
    }

我的问题是，有没有一种方法可以结合这两个函数，同时又不失去对右值引用的支持。

Answer 1

这是需要完美转发的经典例子。通过模板化函数(成员模板，如果这是一个成员函数)来做到这一点:

template <class U>
void enqueue(U&& item)
{
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
    this->push(std::forward<U>(item));
    this->data_available = true;
    cv.notify_one();
}

解释:如果你传递一个左值T给enqueue，U会推导出T&，并且forward 会将其作为左值传递，您将获得所需的复制行为。如果将右值 T 传递给 enqueue，U 将推断为 T，并且 forward 会将其作为右值传递，您将获得所需的移动行为。

这比“按值传递”方法更有效，因为您永远不会进行不必要的复制或移动。 “按值传递”方法的缺点是该函数接受任何东西，即使它是错误的。在 push 下，您可能会也可能不会收到级联错误。如果这是一个问题，您可以enable_if enqueue 来限制它将实例化的参数。

根据评论更新

根据下面的评论，我的理解是这样的:

#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

template <class T>
class Mine
    : public std::queue<T>
{
    std::mutex m;
    std::condition_variable cv;
    bool data_available = false;
public:

    template <class U>
    void
    enqueue(U&& item)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        this->push(std::forward<U>(item));
        this->data_available = true;
        cv.notify_one();
    }
};

int
main()
{
    Mine<int> q;
    q.enqueue(1);
}

这一切都很好。但是，如果您尝试将 double 加入队列怎么办:

q.enqueue(1.0);

这仍然有效，因为 double 可以隐式转换为 int。但是，如果您不想让它工作怎么办？然后你可以像这样限制你的enqueue:

template <class U>
typename std::enable_if
<
    std::is_same<typename std::decay<U>::type, T>::value
>::type
enqueue(U&& item)
{
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
    this->push(std::forward<U>(item));
    this->data_available = true;
    cv.notify_one();
}

现在:

q.enqueue(1.0);

结果:

test.cpp:31:11: error: no matching member function for call to 'enqueue'
        q.enqueue(1.0);
        ~~^~~~~~~
test.cpp:16:13: note: candidate template ignored: disabled by 'enable_if' [with U = double]
            std::is_same<typename std::decay<U>::type, T>::value
            ^
1 error generated.

但是 q.enqueue(1); 仍然可以正常工作。 IE。限制您的成员模板是您需要做出的设计决定。您希望 enqueue 接受什么 U？没有正确或错误的答案。这是工程判断。还有一些其他测试可能更合适(例如 std::is_convertible、std::is_constructible 等)。也许您的应用程序的正确答案是完全没有约束，如上面的第一个原型(prototype)。