С. Мейерс - Эффективный и современный C++ (1114942), страница 71
Текст из файла (страница 71)
При использовании передачипо ссылке вы избегаете такого накопления накладных расходов.Есть еще одно соображение, не имеющее отношения к производительности, но которое стоит иметь в виду. Передача по значению, в отличие от передачи по ссылке, подвержена проблеме срезки. Эта проблема хорошо известна в С++98 и многократно проанализирована во множестве книг, так что я не буду подробно на ней останавливаться. Ноесли вам нужна функция, которая должна принимать параметры типа базового классаи любых производных от него типов, то вы не должны объявлять параметр этого типакак передаваемый по значению, так как при этом будут "срезаться" характеристики объекта производного класса, передаваемого функции:class Widget {};class SpecialWidget : puЫic Widget {void proces sWidget (Widqet w) ;".".//} ; //11////Базовый классПроизводный классФункция для любого вида Widget,включая производные типы;подвержена проблеме срез киSpecialWidget sw;proces sWidget ( sw) ;1 1 processWidget видит Widget,1 1 а не SpecialWidget !Если вы не знакомы с проблемой срезки, поищите информацию в И нтернете или поинтересуйтесь у друзей; информации о ней предостаточно.
Вы узнаете, что срезка - этоеще одна причина (помимо проблемы эффективности), по которой передача по значениюимеет такую плохую репутацию в С++98. Как видите, имеются веские причины для того,чтобы вбивать в головы новичкам в программировании на С++: не передавайте объектыпользовательских типов по значению!С++ 1 1 не отменяет мудрость С++98, касающуюся передачи по значению. В общем случае передача по значению по-прежнему влечет за собой снижение производительности,которого следует избегать, и по-прежнему может приводить к срезке. Новым в С++ 1 1является различие аргументов, являющихся lvalue и rvalue. Реализация функций, которые используют преимущества семантики перемещения для rvalнe копируемых типов,требует либо перегрузки, либо применения универсальных ссылок, и оба эти подходаимеют свои недостатки.
В частном случае копируемых легко перемещаемых типов, передаваемых в функцию, которая всегда их копирует и где срезка не является проблемой,передача по значению может быть простой в реализации альтернативой, почти столь жеэффективной, как и ее конкуренты с передачей по ссылке, но при этом не отягощеннойих недостатками.290Глава В. ТонкостиСл едует запомнить•Для копируемых и легко перемещаемых параметров, которые всегда копируются,передача по значению может быть почти столь же эффективной, как и передачапо ссылке, более простой в реализации и генерировать меньший объектный код.•Для lvalue-apryмeнтoв передача по ссылке (например, копирующее конструирование}, за которой следует перемещающее присваивание, может оказаться существенно более дорогостоящей, чем передача по ссылке с последующим копирующим присваиванием.•Передача по значению подвержена проблеме срезки, так что обычно не годитсядля типов параметров базовых классов.8.2.
Рассмотрите применение разме щения вместо вставкиЕсли у вас есть, скажем, контейнер, хранящий строки s t d : : s t r ing, представляется логичным, что при добавлении нового элемента с помощью функции вставки (т.е.insert, push_front, push_back или для std : : forward_ l i s t - i nse rt_a fter } тип передаваемого функции элемента представляет собой std : : s t r i ng. В конце концов, именноэтот тип хранится в контейнере.Несмотря на всю логичность, это не всегда верно.
Рассмотрим следующий код:std: : vector<std : : string> vs; / / Контейнер std : : string/ / Добавление строкового литералаvs . push_back ( "xyzzy" ) ;Здесь контейнер хранит строки s t d : : s t r i ng, но в действительности вы передаетев функцию push _back строковый литерал, т.е. последовательность символов в двойныхкавычках. Строковый литерал не является std : : s t r i ng, и это означает, что переданныйвами в функцию push_back аргумент имеет тип, отличный от типа элементов, хранящихся в контейнере.Функция push _back класса std : : vector перегружена для lvalue и rvalue следующимобразом:template <class Т,class Al locatorclass vectorpuЫ i c :/ / Из стандартаal locator<T>> / / C++ l lvoid push_back ( const Т& х ) ;void push_back (T&& х) ;11 Вставка lvalue11 Вставка rvalue};В вызовеvs .
push_back ( "xyzzy" ) ;8.2. Рассмотрите применение размещения вместо вставки291компиляторы видят несоответствие между типом аргумента (const char [ 6 ] ) и типомпараметра, получаемого функцией push back (ссылка на std : : s t r i ng). Они разрешаютэто несоответствие путем генерации кода для создания временного объекта std : : s t r i ngиз строкового литерала и передачи этого временного объекта функции push_back. Другими словами, они рассматривают вызов так, как будто он записан следующим образом:vs . push_back ( std: : string ( "xyzzy" ) ) ; / / Создание временного/ / объекта std : : string и передача его функции push_backЭтот код компилируется и выполняется, и все расходятся счастливыми и довольными. Все, кроме свихнувшихся на производительности программистов, которые обнаруживают, что этот код не настолько эффективен, насколько должен быть.Они понимают, что для создания нового элемента в контейнере, содержащем строкиs td : : s t r i ng, должен быть вызван конструктор std : : s t ring, но приведенный выше кодделает не один вызов конструктора, а два, а также вызывает деструктор std : : string.
Вотчто происходит во время выполнения вызова push_back.1 . Из строкового литерала " xyz z y " создается временный объект std : : st r i ng. Этотобъект не имеет имени; назовем его temp. Создание t emp представляет собой первое конструирование s t d : : s t r i ng. Поскольку это временный объект, t emp представляет собой rvalue.2. Объект t emp передается в rvаluе-перегрузку push_back, где он связывается с параметром х, представляющим собой rvalue-ccылкy.
Затем в памяти s t d : : vectorсоздается копия х . Это второе конструирование действительно создает новыйобъект внутри s t d : : vector. (Конструктор, использованный для копирования хв st d : : ve c t o r, представляет собой перемещающий конструктор, поскольку х,будучи rvаluе-ссылкой, приводится к rvalue перед копированием.
Информациюо приведении параметров, являющихся rvаluе-ссылками, в rvalue можно найтив разделе 5.3.)3. Непосредственно после возврата из push back уничтожается объектэтом вызывается деструктор std : : s t r i ng._t emp;приФанаты производительности не в состоянии помочь, но замечают, что если бы былспособ взять строковый литерал и непосредственно передать его в код шага 2, которыйконструирует объект std : : st r ing внутри s t d : : ve c t o r, то можно было бы избежатьконструирования и удаления t emp. Это могло бы оказаться максимально эффективнымП ОДХОДОМ .Поскольку вы программист на С++, шанс, что вы фанат производительности, явновыше среднего. Если вы не из таких, то, пожалуй, все равно им симпатизируете.
(Если жепроизводительность вас не интересует, может, вы просто ошиблись дверью? Python находится дальше по коридору. . . ) Так что я рад сообщить вам, что есть способ сделать именно то, что требуется для достижения максимальной эффективности в вызове push_back.Это - не вызывать push_back. Функция push_ ba c k неправильная. Вам нужна функцияemplace_back.292Глава 8. ТонкостиФункция emplace_back делает именно то, что мы хотим: использует переданный аргумент для конструирования std : : s t ring непосредственно внутри s t d : : vector, не прибегая ни к каким временным объектам:vs . emplace_Ьack ( " xyzzy" ) ;/ / Создает std : : st ring в vs/ / непосредственно из "xyzzy"empl ace_back использует прямую передачу, так что до тех пор, пока вы не столкнетесь с одним из ограничений прямой передачи (раздел 5.8), можете передавать любоеколичество аргументов с любой комбинацией типов. Например, если вы хотите создатьstd : : s t ri ng в vs с помощью конструктора s t d : : s t r i ng, получающего символ и количество его повторений, то вы пишете следующий исходный текст:vs .
emplace_back ( 5 0 ,'х' ) ;11 Вставка//50std : : s t r i ngизсимволов ' х 'Функция emplace_ba ck доступна во всех стандартных контейнерах, которые поддерживают push_back. Аналогично каждый стандартный контейнер, который поддерживаетpush_front, поддерживает и emp l a ce_fron t . И каждый стандартный контейнер, поддерживающий i n s e r t (т.е. все контейнеры, кроме s t d : : f o rward_ l i s t и st d : : array ) ,поддерживает emplace.
Ассоциативные контейнеры предоставляют emp l ace_h i n t в качестве дополнения к функциям i ns e rt , которые получают итератор "подсказки", а уstd : : forward_l i s t имеется emplace_a fter, соответствующий его insert_a ft er.Что позволяет функциям размещения превзойти функции вставки, так это их болеегибкий интерфейс. Функции вставки получают вставляемые объекты, в то время какфункции размещения получают аргументы конструктора вставляемых объектов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
