Question

我正在为一个项目编写一个C ++向量类，而我很难决定如何最好地编写一些方法。在我开始之前，我会说该类有一个很好的复制构造函数和赋值运算符（这将在一秒内相关）。该类有一组静态方法，当我想确保两个参数都没有被改变时，它们返回向量，它们有如下签名：

Vector* Vector::subtract(const Vector* v, const Vector* u)
{
    double outX = v->myX - u->myX;
    double outY = v->myY - u->myY;
    double outZ = v->myZ - u->myZ;

    return new Vector(outX, outY, outZ);
}

我遇到的问题是，如果我能提供帮助，我不想返回指针。所以我做了一些测试，并意识到如果我只是说

return Vector(outX, outY, outZ)

然后分配结果

Vector foo = Vector::subtract(bar, temp)

它会创建一个副本并且工作正常。这就是我的问题所在：我刚刚调用构造函数两次（基本上）有没有办法解决这个问题？其次，如果我使用此方法作为另一种方法的参数，如

foo.multiply(&Vector::subtract(foo, bar), 5)

它仍然会创建一个副本，还是我只是传递了超出Vector :: subtract方法范围的指针？

更一般地说，最好的方法是什么（或者至少有更好的方法）？

Answer 1

返回指向动态分配对象的指针/引用永远不是可行的方法。显而易见的例子是，如果你的函数是递归调用的，谁负责取消分配那个内存？

我从一本书（Scott Meyers，它是有效的C ++项目＃21）中读到，唯一安全的方法是返回对象本身。您可以做的是，IIRC，促进编译器工作，消除这些基本上是临时的对象（从一个函数返回到另一个函数而不是每个被分配给另一个），其中一种方法是使它匿名（也称为返回值优化，感谢In silico提醒我）。像这样

return Vector(outX, outY, outZ);

而不是：

Vector v(outX, outY, outZ);
return v;

所以我提出的减法方法的签名归结为：

Vector Vector::subtract(const Vector& v, const Vector& u)

Answer 2

我刚刚调用构造函数两次（基本上）有一种方法绕过那个？

你听说过Return Value Optimization吗？你无需做任何事情。编译器很可能会为您删除副本。现在，如果您使用C ++ 11并且Vector类管理资源，您也可以声明一个移动构造函数，以便在编译器确定它无法执行RVO时移动返回的值。但是，看起来这个类只有3个值，如果是这样的话，复制就像移动一样有效。

＆amp; Vector :: subtract（foo，bar）

&是什么？这是一个错误吗？此外，成员函数未声明static，因此语法错误。无论如何，假设subtract返回一个副本，它将返回一个副本并将其作为参数传递给multiply函数。

此外，在另一个注释中，Vector* Vector::subtract(const Vector* v, const Vector* u)会更好Vector* Vector::subtract(const Vector& v, const Vector& u)，这会在您将参数传递给减法等时使语法更清晰。

因此，更改代码时，它看起来如下所示：

Vector Vector::subtract(const Vector& v, const Vector& u)
{
    return Vector(v.myX - u.myX, v.myY - u.myY, v.myZ - u.myZ);
}

Answer 3

现在大多数编译器都会实现所谓的返回值优化（RVO）来解决这个问题。除非真的有必要，否则你不应该返回指针。话虽这么说，你应该使用引用。总而言之，如果我要编写这个方法，这就是我写它的方式：

Vector Vector::subtract(const Vector& v, const Vector& u)
{
    return Vector(v.myX - u.myX, v.myY - u.myY, v.myZ - u.myZ);
}

Answer 4

你应该尽可能地避免指针，不仅在返回类型中，而且在函数的参数中。如果可能的话，首选参考，必要时使用指针。

如果更改函数以通过引用获取参数并按值返回。考虑在域中有意义时重载运算符（我相信这是这种情况）：

class Vector { ... };
Vector operator+( Vector const& lhs, Vector const& rhs ) {
   return Vector( lhs.x+rhs.x, lhs.y+rhs.y, lhs.z+rhs.y );
}
Vector operator*( Vector const& lhs, Vector const& rhs ) { ... }

然后你可以随意链接操作：

Vector a(...), b(...);
Vector c = (a + b) * c;

用C ++返回类的最佳方法

4 个答案: