Question

我想创建一个自定义容器Container，用于在单个数组中存储数据。但是，为了便于对容器进行迭代，我通过重载operator[]在容器上提供了一个“视图”，并返回一个结构Value，它将所有容器变量保存为实际容器的引用。这是我到目前为止所得到的：

#include <iostream>
using namespace std;

struct Value {
  Value(int& data) : data_(data) { }
  int& data() { return data_; }
  int& data_;
};

struct Container {
  Value makeValue(int i) { return Value(data_[i]); } // EDIT 1
  Value&& operator[](int i) {
    // return std::forward<Value>(Value(data_[i]));
    return std::forward<Value>(makeValue(i)); // EDIT 1
  }

  int data_[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
};

int main(int, char**)
{
  // Create and output temporary
  Container c;
  cout << c[2].data() << endl; // Output: 3 - OK!

  // Create, modify and output copy
  Value v = c[2];
  cout << v.data() << endl; // Output: 3 - OK!
  v.data() = 8;
  cout << v.data() << endl; // Output: 8 - OK!

  // Create and output reference
  Value&& vv = c[2];
  cout << vv.data() << endl; // Output: 8 - OK, but weird:
                             // shouldn't this be a dangling reference?
  cout << vv.data() << endl; // Output: 468319288 - Bad, but that's expected...
}

上面的代码据我所知，但我想知道我是否使用了最好的方法：

如果我想避免不必要的复制，将Value作为右值引用返回是否正确？
使用std::forward是否正确？我应该使用std::move（两者都适用于此示例）还是其他什么？
编译程序的输出在注释中说明。当我宣布Value&& vv...（或甚至在语法上禁止它）时，有什么办法可以避免悬空参考吗？

编辑1

我对源代码做了一些小改动，以便Value实例不是直接在operator[]方法中创建，而是在另一个辅助函数中创建。这会改变什么吗？我应该使用所示的makeValue(int i)方法，还是需要在此使用std::move / std::forward？

Answer 1

如果我想避免不必要的复制，将Value作为右值引用返回是否正确？

没有。从不是std::move或std::forward的帮助者的方式返回rvalue引用是完全错误的。 Rvalue引用仍然是引用。返回对临时变量或局部变量的引用总是错误的，但仍然是错误的。这些是旧的C ++规则。

使用std::forward是否正确？我应该使用std::move（两者都可以在这个例子中使用）还是别的什么？

上一个问题的答案有点让人无动于衷。

编译程序的输出在注释中说明。当我宣布Value&& vv...（或甚至在句法上禁止它）时，有什么方法可以避免悬空参考？

创建悬空参考不是Value&& vv = c[2];部分。这是operator[]本身：见第一个问题的答案。

在这种情况下，Rvalue引用几乎没有变化。按照你一直以来的方式做事：

Value operator[](int i) {
    return Value(data_[i]);
}

任何值得使用的编译器都会将其优化为返回值的直接初始化，而无需任何副本或移动或任何内容。对于愚蠢/无价值/怪异/实验编译器，它最坏的情况是移动（但为什么有人会使用这样的东西来处理严重的事情？）。

因此，行Value v = c[2];将直接初始化v。行Value&& vv = c[2];将初始化临时值并将其绑定到右值引用变量。它们具有与const&相同的属性，并且它们将临时的生命周期延长到引用的生命周期，因此它不会悬空。

总之，相同的旧C ++仍然有效，并且仍然提供正确且高效的结果。不要忘记它。

Answer 2

返回对临时对象的引用，即使它是r值引用，也总是错误的！当您访问该对象时，它将消失。在这种情况下，它也不会做你想做的事情，无论如何：如果你想避免不必要的副本，请让一个return语句返回一个临时的！复制/移动elision将处理未被复制的对象：

Value operator[](int i) {
    return Value(data_[i]);
}

通过函数传递临时对象将禁止复制/移动省略，而不是复制/移动比移动更少工作。

如何在C ++中使用rvalue引用来避免不必要的实例

2 个答案: