5. Универсальные ссылки, прямая передача, свертка ссылок, return value optimization, проблемы перегрузки (1186011)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Проектирование больших систем наC++Коноводов В. А.кафедра математической кибернетики ВМКЛекция 506.10.2017lvalue, xvalue, prvalueintf();const int& g();int&& h();// ...int x = 5;int *p = &x;f();g();h();*p;14;static_cast<int&&>(x);std::move(5);lvalue, xvalue, prvalueintf();const int& g();int&& h();// ...int x = 5;int *p = &x;f(); // prvalueg(); // lvalueh(); // xvalue*p;// lvalue14;// prvaluestatic_cast<int&&>(x); // xvaluestd::move(5); // xvaluestd::moveclass TSuperClass {public:// ...TSuperClass(const TSuperClass&);TSuperClass(TSuperClass&&);// ...};std::moveclass TSuperClass {public:// ...TSuperClass(const TSuperClass&);TSuperClass(TSuperClass&&);// ...};class TMyType {public:TMyType(const TSuperClass val) : field(std::move(val));private:TSuperClass field;}В чем тут проблема?std::forwardIstd::move выполняет безусловное приведение своегоаргумента к rvalueIstd::forward выполняет приведение только при соблюденииопределенных условий.std::forwardclass A{};void Do(const A& x) {std::cout << "call Do lvalue" << std::endl;}void Do(A&& x) {std::cout << "call Do rvalue" << std::endl;}template <typename T>void call(T&& obj) {Do(obj);}int main() {A x;call(x);call(std::move(x));}std::forwardclass A{};void Do(const A& x) {std::cout << "call Do lvalue" << std::endl;}void Do(A&& x) {std::cout << "call Do rvalue" << std::endl;}template <typename T>void call(T&& obj) {Do(obj);}int main() {A x;call(x);call(std::move(x));}call Do lvaluecall Do lvaluestd::forwardclass A{};void Do(const A& x) {std::cout << "call Do lvalue" << std::endl;}void Do(A&& x) {std::cout << "call Do rvalue" << std::endl;}template <typename T>void call(T&& obj) {Do(std::forward<T>(obj));}int main() {A x;call(x);call(std::move(x));}call Do lvaluecall Do rvalueКак работает std::forwardШаблон с универсальной ссылкойtemplate <typename T>void call(T&& obj);IЕсли в качестве аргумента передается lvalue, то Tвыводится как lvalue-ссылка.IЕсли в качестве аргумента передается rvalue, то T неявляется ссылкой.Как работает std::forwardШаблон с универсальной ссылкойtemplate <typename T>void call(T&& obj);IЕсли в качестве аргумента передается lvalue, то Tвыводится как lvalue-ссылка.IЕсли в качестве аргумента передается rvalue, то T неявляется ссылкой.int x;call(x);call(std::move(x));Как работает std::forwardШаблон с универсальной ссылкойtemplate <typename T>void call(T&& obj);IЕсли в качестве аргумента передается lvalue, то Tвыводится как lvalue-ссылка.IЕсли в качестве аргумента передается rvalue, то T неявляется ссылкой.int x;call(x); // T - int&call(std::move(x)); // T - intСвертывание ссылокСтандарт определяет следующие правила свертки ссылок,применимые для определений typedef и decltype, а такжепараметров шаблонов:IA& & становится A&IA& && становится A&IA&& & становится A&IA&& && становится A&&Свертывание ссылокtemplate <typename T>struct A {typedef T&& TRef;};// ...A<int&> x;typedef int& && TRef; → typedef int& TRef;Свертывание ссылокСвертывание ссылок применяется при:Iинстанциировании шаблонов,Iгенерации типа auto,Itypedef и using,Idecltype.Универсальные ссылки и rvalue-ссылкиclass A {public:template <typename T>void set(T&& x) {text = std::move(x);}private:std::string text;};int main() {A obj;std::string text = "123";obj.set(text); // text теперь пусто}Универсальные ссылки и rvalue-ссылкиТогда так:class A {public:void set(const std::string& x) {text = x;}void set(std::string&& x) {text = std::move(x);}private:std::string text;};Универсальные ссылки и rvalue-ссылкиВоспользуемся std::forward:class A {public:template <typename T>void set(T&& x) {text = std::forward<T>(x);}private:std::string text;};Оптимизацияtemplate <typename T>MyType f(T&& obj) { // универсальная ссылкаobj.modify();return std::forward<T>(obj);}Без std::forward — всегда копия.Оптимизацияtemplate <typename T>MyType f(T&& obj) { // универсальная ссылкаobj.modify();return std::forward<T>(obj);}Без std::forward — всегда копия.MyType f() {MyType obj;return std::move(obj);}Но это лишнее! Почему?Return value optimizationУстранение временного объекта для создание возвращаемогофункцией значения.ВместоMyType f() {MyType obj;return std::move(obj);}правильнееMyType f() {MyType obj;return obj;}Return value optimizationУстранение временного объекта для создание возвращаемогофункцией значения.ВместоMyType f() {MyType obj;return std::move(obj);}правильнееMyType f() {MyType obj;return obj;}Когда не работает RVO?Перегрузкаvoid Do(std::set<std::string>& strings,const std::string& str) {std::cout << str << std::endl;strings.emplace(str);}int main() {std::set<std::string> strings;std::string s1("text");Do(strings, s1);Do(strings, "some");Do(strings, std::string("string"));return 0;}ПерегрузкаПерепишем на универсальную ссылку:template <typename T>void Do(std::set<std::string>& strings, T&& str) {std::cout << str << std::endl;strings.emplace(std::forward<T>(str));}int main() {std::set<std::string> strings;std::string s1("text");Do(strings, s1);Do(strings, "some");Do(strings, std::string("string"));return 0;}Перегрузкаvoid Do(std::set<std::string>& strings, int x) {strings.emplace(std::to_string(x));}Перегрузкаvoid Do(std::set<std::string>& strings, int x) {strings.emplace(std::to_string(x));}И внезапно ломается код:short x = 2;Do(strings, x);Перегрузкаvoid Do(std::set<std::string>& strings, int x) {strings.emplace(std::to_string(x));}И внезапно ломается код:short x = 2;Do(strings, x);Функции с универсальными ссылками могут выполнитьинстанциирование с точным соответствием практическилюбому типу.Перегрузка: еще примерclass A {private:std::string text;public:template <typename T>explicit A(T&& str) : text(std::forward<T>(str)) {}explicit A(int x) : text(std::to_string(x)) {}};int main() {A x("123");auto copyX(x);}Перегрузка: еще примерКласс после инстанциированияclass A {private:std::string text;public:explicit A(A& str) : text(std::forward<A&>(str)) {}A(const A& rhs); // сгенерировано компиляторомexplicit A(int x) : text(std::to_string(x)) {}};Прямая передачаtemplate <typename T>void fwd(T&& x) {f(std::forward<T>(x));}Целевая функция f должна получить в точности те жеобъекты, которые переданы функции fwd.Прямая передачаtemplate <typename T>void fwd(T&& x) {f(std::forward<T>(x));}Целевая функция f должна получить в точности те жеобъекты, которые переданы функции fwd.void f(const std::vector<int>& v);f({0, 1, 0, 1});// okfwd({0, 1, 0, 1}); // errorПрямая передачаtemplate <typename T>void fwd(T&& x) {f(std::forward<T>(x));}Целевая функция f должна получить в точности те жеобъекты, которые переданы функции fwd.void f(const std::vector<int>& v);f({0, 1, 0, 1});// okfwd({0, 1, 0, 1}); // errorauto x = {0, 1, 0, 1}; // std::initializer_list<int>fwd(x);// okПеремещающие операцииПеремещающий конструктор и перемещающий операторприсваивания:Iгенерируются только при необходимости;Iвыполняют «почленное перемещение»;Iне генерируются при явном объявлении;Iне являются независимыми;Iне генерируются при явном объявлении копирующихопераций или деструктора.Перемещающие операцииЕсли все-таки нужно сгенерировать?Перемещающие операцииЕсли все-таки нужно сгенерировать?class A {public:A(A&&) = default;A& operator(A&&) = default;virtual ~A() { ...}};Некоторые выводыIIIIIIIПеремещение — новая ключевая идея С++ — обычноиспользуется для оптимизации копирования.std::move ничего не перемещает, std::forward ничего непередает.Не объявляйте объекты константными, если нужновыполнять перемещение из них.Применяйте std::move к rvalue-ссылкам, а std::forward куниверсальным ссылкам.Перегрузка для универсальных ссылок может привести кнеприятным эффектам (конструкторы с прямой передачейсоответствуют неконстантным lvalue обычно лучшекопирующих конструкторов)Большинство стандартных типов в С++11 перемещаемы,например, контейнеры STL.Некоторые типы только перемещаемы, например, объектыпотоков, std::thread, std::unique_ptr..

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций