d - 我如何知道何时使用 `const ref`或 `in`？

Question

void foo(T, size_t size)(in T[size] data){...}
//vs
void foo(T, size_t size)(const ref T[size] data){...}

根据 https://stackoverflow.com/a/271344/944430的说法，在某些情况下，在C++中 pass by value可能会更快。

但是D有一个特殊的关键字 in，我想知道何时应该使用它。 in是否总是产生副本，还是编译器优化？

有什么指南可以帮助我在 const ref和 in之间做出选择？

Answer 1

我认为您永远不要在函数参数上使用in。 in是D1中的工件，可以减少代码损坏，但已更改为等效于const scope。因此，每次您想到在函数参数上键入in时，都请想到const scope，因为这就是您真正在做的事情。而且scope当前仅对委托(delegate)执行任何操作，在这种情况下，它告诉编译器接受委托(delegate)的函数不会返回它或将其分配给任何东西，因此不必分配任何闭包来保存该委托(delegate)的状态。 (因此，在很多情况下，它可以提高代表的效率)，而对于所有其他类型，则完全被忽略，这意味着使用它是没有意义的(并且可能会造成混淆)，并且对于其他类型，它的确意味着其他含义(例如，有人建议应强制以scope形式传入的指针不能转义该函数)，然后代码的语义可能会以意想不到的方式改变。大概会在发生这种情况时伴随适当的警告，但是为什么要用无意义的属性标记您的代码，而该属性以后可能会有意义，从而迫使您更改代码？在这一点上，scope仅应在委托(delegate)上使用，因此in仅应在委托(delegate)上使用，并且您通常不希望const委托(delegate)。因此，只是不要使用in。

因此，最终，您真正要问的是应该使用const还是const ref。

简短的答案是，除非您想更改传入的参数，否则通常不应该使用ref。我还要指出，此问题对除结构和静态数组之外的其他任何东西都没有意义，因为类已经是引用类型，并且没有任何内置类型(保存为静态数组)会花费很多东西来复制。更长的答案是...

移动语义内置于D中，因此，如果您有一个按值接受其参数的函数-例如

auto foo(Bar bar) { ... }

然后它将移动参数(如果可以的话)。如果您将其传递给左值(可以在赋值左侧的值)，则该值将被复制，除非在编译器能够确定它可以优化复制后的情况下(例如，当在该函数调用之后从未使用过变量时，但这将取决于所使用的编译器和编译器标志。因此，按值将变量传递给函数通常会得到一个副本。但是，如果向函数传递右值(不能在赋值左侧显示的值)，则它将移动该对象而不是复制该对象。这不同于C++，后者直到C++ 11才引入移动语义，即使这样，它们也需要移动构造函数，而D使用poSTLbit构造函数，后者会对其进行更改，以便可以默认进行移动。关于此的先前的几个SO问题:

Does D have something akin to C++0x's move semantics?
Questions about postblit and move semantics

因此，是的，在D中，通过 ref传递将避免复制，但在D中， ref始终需要一个左值(即使使用 const)。因此，如果像在C++中一样将 ref const(T)放到任何地方，那么您将有很多真正令人讨厌的函数调用，因为每个临时变量都必须首先分配给变量才能调用该函数。因此，您应该认真考虑仅在想要突变传入的变量时才使用 const T&，而不是为了提高效率。当然，您的默认设置应该是不通过 ref传递，但是如果您确实需要这种额外的效率，则有两种选择:

重载const ref -ness上的函数，以便您拥有一个由ref承担的重载，以及一个由const ref承担的重载，以便将左值传递给一个重载而无需复制，而右值传递给另一个，而无需外部变量。例如

    auto foo(const Bar bar) { foo(bar); }
    auto foo(ref const(Bar) bar) { ... }

这有点烦人，但当您只有 ref一个参数时，效果很好。但是，随着添加更多的 ref参数，您将获得过载的组合爆炸式增长。例如

    auto foo(const Bar bar, const Glop glop) { foo(bar, glop); }
    auto foo(ref const(Bar) bar, const Glop glop) { foo(bar, glop); }
    auto foo(const Bar bar, ref const(Glop) glop) { foo(bar, glop); }
    auto foo(ref const(Bar) bar, ref const(Glop) glop) { ... }

因此，这在一定程度上可行，但并不是特别令人愉快。而且，如果像我在这里那样定义重载，那么它也有一个缺点，即右值最终会传递给包装函数(添加了一个额外的函数调用，尽管该调用应该相当可移植)，这意味着它们是现在由 ref传递给主重载，并且如果这些参数之一传递给另一个函数或返回，则编译器无法执行移动，而如果未涉及 ref，则它可以这样做。这就是现在有人争辩说您不应该像在C++ 98中那样在C++ 11中大量使用 ref的原因之一。

您可以通过为每个重载复制函数体来解决该问题，但这显然会导致维护问题以及代码膨胀。

替代方法是使用const T&，基本上可以为您完成此操作，但是必须对函数进行模板化。例如

    auto foo()(const auto ref Bar bar, const auto ref Glop glop) { ... }

因此，现在您只有一个重载，但是每次使用 auto ref -ness的不同组合实例化模板时，它仍然会在引擎盖下生成所有这些重载，并带有完整的代码。因此，您的代码更简洁，但是您仍然会感到肿，如果您需要使用虚拟函数来执行此操作，那么您就不走运了，必须返回到更明确的重载解决方案，因为模板化函数可以是虚拟的。

因此，总的来说，由于效率原因，试图让您的函数接受 ref变得很丑陋。 D内置了移动语义的事实减少了对它的需求(就像C++ 11一样，现在有人争论说，由于移动语义以及编译器如何对其进行优化，按值传递通常更好。在一般情况下，在D中执行此操作很丑陋，除非您真正获得了重要的性能提升，否则仅出于效率考虑就不值得通过 const ref传递。除非您实际测量了值得付出痛苦的性能差异，否则您可能应该避免使用 ref来提高效率。

要考虑的另一件事-与 ref -ness分开-是D的 ref比C++的 const严格得多(例如，丢弃 const和mutation是D中未定义的行为，而D的 const是可传递的)。因此，在各处拍打 const有时会引起问题-尤其是在通用代码中。因此，使用它可以很好地防止意外突变或表明函数不会改变其参数，但不要仅仅在不应该像C++那样对变量进行突变的地方随意地涂抹它。在合理的地方使用它，但是要注意，即使C++的 const可以工作，您也会遇到D的 const过于严格而无法使用的情况。

因此，在大多数情况下，当您希望函数采用 const时，应默认使用简单的 T。然后，如果您知道效率是一个问题，则可以考虑使用某种形式的 T(如果不处理虚拟函数，则可能更喜欢 ref或 auto ref)。但默认为不使用 const auto ref。这样，您的生活将会更加愉快。