C++11:按值调用、移动语义和继承

Question

假设我有一个类，我计划将其作为可实例化的类直接公开给程序员：

class Base
{
public:
    Base(std::string text) : m_text(std::move(text)) {}
private:
    std::string m_text;
};

到目前一切尚好。这里不需要rvalue构造函数。现在，在将来的某个时候，我决定扩展Base：

class Derived : public Base
{
public:
    Derived(const std::string &text) : Base(text) {}
};

这让我感到困惑:我不能在Derived中通过值来获取字符串，因为这就是Base已经在做的事情--我最终会得到2个副本和1个移动。这里的const-reference构造函数还对rvalue执行不必要的复制。

问题:如何在不添加更多构造函数的情况下只复制+移动一次(就像Base中的简单构造函数一样)？

Answer 1

您不能只复制和移动一次，除非您更改类的设计，并将它们的构造函数转换为(可能受SFINAE约束的)模板化转发构造函数(Yakk's answer shows how)。

虽然这样做可以在提供右值时只执行一次移动而不执行复制，而在提供左值时只执行一次复制而不执行移动，但在大多数情况下这是一种过度的杀伤力。

作为基于模板的转发构造函数的替代方法，您可以在基类和派生类中提供两个构造函数:一个用于右值引用，另一个用于对const的左值引用。但是，在大多数情况下，这是一个不必要的复杂性(当参数数量增加时，也不能很好地扩展，因为所需构造函数的数量将呈指数级增加)。

移动std::string的速度与复制指针和整数一样快(这里忽略了单点登录优化)，除非您有确凿的证据证明这是阻碍应用程序满足其性能要求的瓶颈(难以相信)，否则您不应该为此而烦恼。

因此，只要让您的Derived构造函数无条件地按值接受其参数，并在将其传递给基类的构造函数时移动它：

class Derived : public Base
{
public:
    Derived(std::string text) : Base(std::move(text)) { }
};

如果您希望(或接受) Derive继承Base的所有构造函数，另一种选择是利用C++11继承的构造函数，如下所示：

class Derived : public Base
{
public:
    using Base::Base;
//  ^^^^^^^^^^^^^^^^^
};

Answer 2

使用SFINAE构造函数实现完美的转发：

class Derived : public Base
{
public:
  template<
    typename T,
    typename=typename std::enable_if<
      std::is_constructible<std::string, T&&>::value
    >::type
  >
  Derived(T&& text) : Base(std::forward<T>(text)) {}
};

一个缺点(除了上述构造的疯狂之外)是，这将以过于贪婪的程度参与重载解析:对于任何可以转换为std::string的参数，它几乎都是完美的匹配。因此，如果您有另一个接受char const*的构造函数，那么如果您传入了一个char const*变量，那么它可能会被忽略，因为T&&可能匹配得更好。

如果你的Derived或Base有一个operator std::string...

Answer 3

将Derived更改为以下内容：

class Derived : public Base
{
public:
    using Base::Base;
};

现在，Derived从Base继承了构造函数。

有关详细信息，请参阅Forwarding all constructors in C++0x。