c++11 - 在 C++11 中编写持有 STL 容器的类的构造函数的最佳方法

Question

class Foo {
  std::vector<SomeType> data_;
};

说 Foo只能通过复制 std::vector<SomeType> 来构建(技术上我的意思是复制或 move )目的。为 Foo 编写构造函数的最佳方法是什么？ ?

我的第一感觉是

Foo(std::vector<SomeType> data) noexcept : data_(std::move(data)) {};

使用它，实例的构造需要 0 或 1 次向量复制，具体取决于 {data} 的参数是否可 move 。

Answer 1

你的第一感觉很好。严格来说不是最优的。但它是如此接近最优，以至于你有理由说你不在乎。

解释:

Foo(std::vector<SomeType> data) noexcept : data_(std::move(data)) {};

当客户端传入一个左值 std::vector<SomeType>将制作 1 个副本以绑定(bind)到 data争论。然后将采取 1 步将参数“复制”到 data_ .

当客户端传入一个 xvalue std::vector<SomeType>将进行 1 次 move 以绑定(bind)到 data争论。然后将采取另一措施将参数“复制”到 data_。 .

当客户端传入prvalue时 std::vector<SomeType>在绑定(bind)到 data 时，该 move 将被忽略。争论。然后将采取 1 步将参数“复制”到 data_ .

概括:

client argument    number of copies     number of moves
  lvalue                  1                   1
  xvalue                  0                   2
  prvalue                 0                   1

如果你这样做了:

Foo(const std::vector<SomeType>&  data)          : data_(data) {};
Foo(      std::vector<SomeType>&& data) noexcept : data_(std::move(data)) {};

然后你有一个非常高的性能:

当客户端传入一个左值 std::vector<SomeType>将制作 1 个副本以将参数复制到 data_ .

当客户端传入一个 xvalue std::vector<SomeType>将采取 1 步将参数“复制”到 data_ .

当客户端传入prvalue时 std::vector<SomeType>将采取 1 步将参数“复制”到 data_ .

概括:

client argument    number of copies     number of moves
  lvalue                  1                   0
  xvalue                  0                   1
  prvalue                 0                   1

结论:
std::vector move 结构非常便宜，尤其是在副本方面。

当客户端传入左值时，第一个解决方案将花费您额外的 Action 。与必须分配内存的副本成本相比，这很可能处于噪声级别。

当客户端传入 xvalue 时，第一个解决方案将花费您额外的 Action 。这可能是解决方案的一个弱点，因为它会使成本翻倍。性能测试是确保这是或不是问题的唯一可靠方法。

当客户端传递一个纯右值时，这两种解决方案是等效的。

随着构造函数中参数数量的增加，第二种方案的维护成本呈指数增长。也就是说，您需要每个参数的 const lvalue 和 rvalue 的每种组合。这在 1 个参数(两个构造函数)时非常易于管理，在 2 个参数(4 个构造函数)时不太容易管理，之后很快变得难以管理(8 个具有 3 个参数的构造函数)。因此，最佳性能并不是这里唯一的问题。

如果一个人有很多参数，并且担心左值和 xvalue 参数的额外 move 构造的成本，还有其他解决方案，但它们涉及相对丑陋的模板元编程技术，许多人认为这些技术太丑陋而无法使用(我不，但我试图保持公正)。

对于 std::vector ，额外 move 构造的成本通常足够小，您将无法在整体应用程序性能中对其进行衡量。