數值向量運算符重載+右值參考參數

Question

我有下面的數字向量模板類（用於數值計算的向量）。 我正在嘗試寫D=A+B+C ，其中所有變量都是Vector對象。 不應修改A ， B和C 我的想法是使用Vector operator+(Vector&& B)以便在（有希望）從B+C返回Rvalue Vector之后，所有后續添加都存儲在該對象中，即竊取所有后續添加的R值的存儲。 這是為了消除新對象的創建和所需的存儲。

我的問題是我可以從每個函數的輸出語句中看到，從不調用Vector operator+(Vector&& B) 。 我無法理解為什么如果我有一個重載的虛函數foo(Vector& B)和foo(Vector&& B)並嘗試foo(A+B+C) ，那么第二個函數就像我希望的那樣被調用。

很抱歉這個冗長的問題，但這是我在這里的第一個問題，我想盡量保持清醒。

關於我明顯做錯了什么或為什么我不應該嘗試這個的任何建議，將不勝感激。

template <typename T>
class Vector
{
        int n;
        T* v;
        Vector();
        ~Vector();
        Vector(const Vector& B);
        Vector(Vector&& B);
        inline Vector operator+(const Vector& B) const;
        inline Vector operator+(Vector&& B) const;
};

template <typename T>
Vector<T>::Vector(const Vector<T>& B)
{
        ...
}

template <typename T>
Vector<T>::Vector(Vector<T>&& B)
{
        ...
}

template <typename T>
Vector<T> Vector<T>::operator+(const Vector<T>& B) const
{
        Vector<T> C;
        ...
        return C;
}

template <typename T>
Vector<T> Vector<T>::operator+(Vector<T>&& B) const
{
        ...do stuff to B
        return B;
}

Answer 1

在表達式中：

D=A+B+C

A和B是左值，因此調用A+B調用Vector::operator(const Vector&)

返回一個rvalue，我們稱之為tmp ，所以下一個子表達式是tmp+C

C也是左值，因此它再次調用Vector::operator(const Vector&) 。 返回另一個右值，我們稱之為tmp2

最后一個子表達式是D=tmp2 ，但是您的類型沒有移動賦值運算符，因此使用了隱式定義的復制賦值運算符。

即你永遠不會在右側調用帶有右值的operator+ ，並且唯一具有rvalue參數的表達式是你沒有為rvalues定義的賦值。

定義重載的非成員運算符會更好：

Vector operator+(const Vector&, const Vector&);
Vector operator+(Vector&&, const Vector&);
Vector operator+(const Vector&, Vector&&);
Vector operator+(Vector&&, Vector&&);

這適用於rvalues和lvalues的任意組合。 （一般來說， operator+通常應該是非會員。）

編輯：下面的替代建議不起作用，在某些情況下會導致含糊不清。

另一個替代方案，如果你的編譯器支持它（我認為只有clang），那就是保留你現有的Vector::operator+(Vector&&)但用一個ref-qualifier區分的兩個重載替換你的Vector::operator+(const Vector&) ：

Vector Vector::operator+(const Vector& v) const&
{
  Vector tmp(*this);
  tmp += v;
  return tmp;
}

Vector Vector::operator+(const Vector& v)&&
{
  *this += v;
  return std::move(*this);
}

當它已知為rvalue時，它重用*this ，即當加法的左側是rvalue時，它使用移動語義，與原始代碼相比，當右側是右值時，它只能使用移動語義。 （注意上面的代碼假設你已經定義了一個成員operator+=正如David Rodriguez的回答中所建議的那樣）

Answer 2

我建議您提供operator+=作為成員方法，然后從自由函數operator+重用它定義為：

template <typename T>
Vector<T> operator+( Vector<T> lhs,              // by value
                     Vector<T> const & rhs ) {
    lhs += rhs;
    return lhs;
}

給出的呼叫a + b + c ，其中的基團(a+b) + c ，編譯器將創建的副本a用於在第一次調用operator+ ，修改到位（ lhs += rhs ），然后將其移動到返回的值。 然后，它會移動一個返回值（除非它elides移動）到第二的說法operator+ ，在那里將到位再次被修改，然后移動到返回值。

總的來說，將創建一個新對象，保持a+b+c的結果，提供相當於以下內容的語義：

Vector<T> tmp = a;
tmp += b;
tmp += c;

但是使用更好，更緊湊的語法a + b + c 。

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請注意，這不會優雅地處理a + (b+c) ，並且會創建兩個對象，如果要支持它，則需要產生多個重載。