代码之家 › 专栏 › 技术社区 › Xirema

如何正确编写运算符的R值重载

move-semantics undefined-behavior c++11 c++

10

Xirema · 技术社区 · 7 年前

在上下文中,我使用的实际类比我在这里展示的要复杂得多,也要大得多,但我只是将此作为一个示例。

struct Vector {
    int x, y;
    Vector() : Vector(0,0) {}
    Vector(int x, int y) : x(x), y(y) {}
};

我想添加运算符重载以允许 Vector s将相互相加和相减。

Vector& operator+=(Vector const& v) {
    x += v.x;
    y += v.y;
    return *this;
}
Vector operator+(Vector const& v) const {
    return Vector(*this) += v;
}
Vector& operator-=(Vector const& v) {
    x -= v.x;
    y -= v.y;
    return *this;
}
Vector operator-(Vector const& v) const {
    return Vector(*this) -= v;
}

但是,此代码可能会允许错误的构造:

int main() {
    Vector & a = Vector(1,2) += Vector(5,4);//This compiles and invokes undefined behavior!
    std::cout << a.x << ',' << a.y << std::endl;//This isn't safe!
}

因此,我重写了代码,以注意对象是L值还是R值:

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

所以我剩下的问题是,即使这段代码编译并执行期望 ,此代码是否安全且没有意外的未定义行为?

int main() {
    //No Longer compiles, good.
    //Vector & a = Vector(1,2) += Vector(5,4);

    //Is this safe?
    Vector b = Vector(1,2) += Vector(5,4);

    //Other cases where this code could be unsafe?
}

3 回复 | 直到 7 年前

1

6

Yakk - Adam Nevraumont 7 年前

以下是使这些操作员过载的相对标准的方法:

Vector& operator+=(Vector const& v)& {
  x += v.x;
  y += v.y;
  return *this;
}
friend Vector operator+(Vector lhs, Vector const& v) {
  lhs+=v;
  return std::move(lhs); // move is redundant yet harmless in this case
}
Vector& operator-=(Vector const& v)& {
  x -= v.x;
  y -= v.y;
  return *this;
}
friend Vector operator-(Vector lhs, Vector const& v) {
  lhs -= v;
  return std::move(lhs); // move is redundant yet harmless in this case
}

请注意,在多行上 + 或 - ,与重载相比,上面生成的副本更少,移动更多。

a+b+c 成为 (a+b)+c ,以及 a+b 直接省略到的lhs参数中 +c . 你的第一行 + 包括创建一个副本,所以签名中的额外副本是无害的。

除非你有很好的理由 += 和 = 在右值上。 int 不支持,你也不应该支持。

2

T.C. Yksisarvinen 7 年前

当有疑问时,按int do做。

你能在上做复合赋值吗 int R值?当然不是。那么,为什么要为你的 Vector ?

你的 b 是安全的,但是 Vector&& c = Vector(1,2) += Vector(5,4); 不是。通常的解决方法是按值返回,但从赋值运算符按值返回也有点奇怪。

3

0

dimm 7 年前

移动本身是个坏主意。

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

您可以很容易地得到一个moved from对象,而无需这样做。

总的来说:

int main() {
    Vector & a = Vector(1,2) += Vector(5,4);//This compiles and invokes undefined behavior!
    std::cout << a.x << ',' << a.y << std::endl;//This isn't safe!
}

为什么不直接使用

Vector a = Vector(1,2) + Vector(5,4)

至于在操作符重载中正确使用r值引用,您只能在+,而不能在+=。请参见std::字符串 operator+ 和 operator +=