Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

2. Рассмотрите передачу по значению только для копируемых параметров . Параметры, не соответствующие этому условию, должны иметь типы, являющиеся только перемещаемыми, поскольку если они не копируемые, а функция всегда делает копию, такая копия должна создаваться с помощью перемещающего конструктора [30] Для таких предложений хорошо бы иметь терминологию, отличающую копирование с помощью копирующего конструктора от копирования с помощью перемещающего конструктора. . Вспомним, что преимущества передачи по значению перед перегрузкой заключаются в том, что при передаче по значению достаточно написать только одну функцию. Но для только перемещаемых типов нет необходимости предоставлять перегрузку для lvalue, поскольку копирование lvalue влечет вызов копирующего конструктора, который у таких типов отсутствует. Это означает, что требуется поддержка только аргументов, являющихся rvalue, и в таком случае решение на основе “перегрузки” требует только одну перегрузку, принимающую rvalue-ссылку.

Рассмотрим класс с данными-членом std::unique_ptrи функцию установки для него. Тип std::unique_ptrявляется только перемещаемым типом, так что подход с использованием “перегрузки” состоит из единственной функции.

class Widget {

public:

…

void setPtr( std::unique_ptr&&ptr)

{ p = std::move(ptr); }

private:

std::unique_ptr p;

};

Вызывающая функция может использовать ее следующим образом:

Widget w;

…

w.setPtr( std::make_unique("Modern С++"));

Здесь rvalue std::unique_ptr, возвращаемое из std::make_unique(см. раздел 4.4), передается по ссылке в setPtr, где оно перемещается в данные-член p. Общая стоимость составляет одно перемещение. Если бы setPtrпринимала параметры по значению,

class Widget {

public:

…

void setPtr( std::unique_ptrptr)

{ p = std::move(ptr); }

…

};

то тот же вызов создавал бы параметр ptrперемещением, а затем ptrбыл бы перемещен в данные-член p. Общая стоимость составила бы два перемещения — в два раза больше, чем при подходе с “перегрузкой”.

3. Передачу по значению стоит рассматривать только для параметров с недорогим перемещением . Когда перемещение дешевое, стоимость дополнительного перемещения может быть приемлемой, но если это не так, то излишнее перемещение становится аналогичным излишнему копированию, а важность устранения излишнего копирования и была основной причиной появления правила С++98 о нежелательности применения передачи по значению.

4. Вы должны рассматривать передачу по значению только для параметров, которые всегда копируются . Чтобы увидеть, почему это важно, предположим, что перед копированием параметра в контейнер namesфункция addNameпроверяет, не слишком ли короткое (или длинное) имя передано. Если это так, запрос на добавление имени игнорируется. Реализация с передачей по значению может быть написана следующим образом:

class Widget {

public:

void addName(std::string newName) {

if ((newName.length() >= minLen) &&

(newName.length() <= maxLen)){

names.push_back(std::move(newName));

}

}

…

private:

std::vector names;

};

Эта функция берет на себя создание и уничтожение newName, даже если в namesничего не добавляется. Это цена, которую подход с передачей по ссылке платить не должен.

Даже когда вы имеете дело с функцией, выполняющей безусловное копирование копируемого типа с дешевым перемещением, бывают моменты, когда передача по значению может оказаться неприемлемой. Это связано с тем, что функция может копировать параметр двумя способами: с помощью конструирования (т.e. с помощью копирующего конструктора или перемещающего конструктора) и с помощью присваивания (т.e. с помощью оператора копирующего или перемещающего присваивания). Функция addNameиспользует конструирование: ее параметр newNameпередается функции vector::push_back, и внутри этой функции newNameконструируется копированием в новом элементе в конце вектора std::vector. Для функций, которые используют конструирование для копирования своего параметра, анализ, который мы видели ранее, завершен: использование передачи по значению приводит к дополнительному перемещению как для lvalue-аргументов, так и для rvalue-аргументов.

Когда параметр копируется с использованием присваивания, ситуация становится более сложной. Предположим, например, что у нас есть класс, представляющий пароли. Поскольку пароль может изменяться, мы предоставляем функцию установки changeTo. Используя стратегию передачи по значению, реализовать Passwordможно следующим образом:

class Password {

public:

explicit Password( std::string pwd) // Передача по значению;

: text(std::move(pwd)){} // конструирование text

void changeTo( std::string newPwd) // Передача по значению;

{ text = std::move(newPwd);} // присваивание text

…

private:

std::string text; // Текст пароля

};

Хранение паролей в виде обычного текста приведет специалистов по безопасности в неистовство, но мы их проигнорируем и рассмотрим следующий код:

std::string initPwd("Supercalifragilisticexpialidocious");

Password p(initPwd);

Здесь нет никаких сюрпризов: p.textконструируется с использованием заданного пароля, а применение передачи по значению в конструкторе приводит к стоимости перемещающего конструирования std::string, которое может оказаться излишним при применении перегрузки или прямой передачи. Все в порядке.

Пользователь этой программы может быть не столь оптимистичным насчет пароля, так как слово “Supercalifragilisticexpialidocious” можно найти в словаре. А потому он предпринимает действия, которые ведут к выполнению следующего кода:

std::string newPassword = "Beware the Jabberwock";

p.changeTo(newPassword);

Лучше новый пароль старого или нет — вопрос сложный, но это проблемы пользователя. Нашей же проблемой является то, что необходимость функции changeToиспользовать присваивание (а не конструирование) для копирования параметра newPwd, вероятно, приведет к росту стоимости стратегии передачи параметра по значению.

Аргумент, переданный функции changeTo, представляет собой lvalue ( newPassword), так что, когда конструируется параметр newPwd, вызывается копирующий конструктор std::string. Этот конструктор выделяет память для хранения нового пароля. Затем newPwdприсваивается с перемещением переменной text, что приводит к освобождению памяти, которая ранее принадлежала этой переменной text. Таким образом, в changeToвыполняются два действия по управлению динамической памятью: одно выделяет память для хранения нового пароля, а второе освобождает память, в которой хранился старый пароль.