在 std::accumulate 中使用 std::move

Question

在我的 Fedora 34 环境 (g++) 中， std::accumulate定义为：

template<typename ITER, typename T>
constexpr inline T accumulate(ITER first, ITER last, T init)
{
  for (; first != last; ++first)
      init = std::move(init) + *first; // why move ?

  return init;
}

如果表达式init + *first已经是一个右值，那么std::move的目的是什么？

Answer 1

init + *first的值类别无关紧要。

init init + *first中的 init 是一个左值。

因此，如果init + *first调用按值传递参数的operator+重载，它将导致该参数的复制构造

但是在init + *first之后不再需要init的值，因此将它移到参数中是有意义的。

类似地，通过右值引用获取其第一个参数的operator+重载可用于允许操作修改参数。

这就是std::move在这里实现的。

该标准从 C++20 开始指定此行为。

Answer 2

std::move(init) + *first有时可以生成比init + *first更高效的代码，因为它允许覆盖init 。 但是，由于（如您所见） +的结果通常是右值，因此无需将整个表达式包装在第二个std::move中。

例如，如果您正在累积std::string s，那么std::move(init) + *first可能能够 append *first进入init缓冲区中保留但尚未使用的空间，而不是拥有分配一个新的缓冲区，其长度是init和*first的长度之和。

Answer 3

您没有显示宏扩展为什么，但是当我昨天写了一个 bignum 加法示例作为课程时，我只是被提醒了，为什么这样做更有效。

二进制+运算符创建并返回一个临时 object。 对于适合机器寄存器的操作数，这可以是零成本（最多将之前目标寄存器中的内容溢出到堆栈上），但有时需要创建大型数据结构。 这似乎是可能必须实现该用例的模板代码。

但是，如果可以破坏左操作数，则+可以实现为+= ，覆盖操作数并优化新副本的创建。

这种编码风格让我觉得有点奇怪——正如我所提到的， +=正是程序员在这里想要的语义，所以我不确定他们为什么不使用它。

Answer 4

这与operator +的返回值无关，而是与 arguments 相关。

据我所知， std::accumulate的有效实现可能是

template<typename ITER, typename T, typename OP = plus>
constexpr inline T accumulate(ITER first, ITER last, T init, OP op = {})
{
  for (; first != last; ++first)
      init = op(std::move(init), *first); // move the argument that is being overwritten

  return init;
}

根据operator +=指定accumulate将是一个更大的突破性变化。 为了对称，您需要更改BinaryOperation重载，这将破坏所有现有用途，任何定义+但未定义+=的类型也是如此。