return+重置成员变量的最有效方法？

Question

实施以下 GetDeleteObjects 最有效的方法是什么？

class Foo {
public:
  std::vector<Bar> GetDeleteObjects();
private:
  std::vector<Bar> objects_;
}

std::vector<Bar> Foo::GetDeleteObjects() {
  std::vector<Bar> result = objects_;
  objects_.clear();
  return result;
}

目前，至少执行了从objects_ 到result 的复制。例如，可以使用 std::move 来加快速度吗？

Answer 1

你可以交换向量：

std::vector<Bar>
Foo::GetDeleteObjects() {
  std::vector<Bar> result;
  result.swap(objects_);
  return result;
}

Answer 2

您可以对移动感知类型使用移动构造，例如 std::vector<T>:

std::vector<Bar>
Foo::GetDeleteObjects() {
     std::vector<Bar> result(std::move(objects_));
     objects_.clear(); // objects_ left in unspecified state after move
     return result;
}

移动构造期间的传输很可能已经重置了指针，clear() 不会做任何事情。由于无法保证从对象移出的状态是什么，不幸的是，有必要 clear().

Answer 3

已更新：
理查德是对的。看了std::move的定义后，它处理的是指针而不是实际值，这比我想象的要聪明。所以下面的技术已经过时了。

旧（过时）：
你可以使用指针

class Foo {
public:
  Foo();
  std::vector<Bar> GetDeleteObjects();

private:
  std::vector<Bar> objects1_;
  std::vector<Bar> objects2_;

  std::vector<Bar> *currentObjects_;
  std::vector<Bar> *deletedObjects_;
}

Foo::Foo() :
  currentObjects_(&objects1_)
  , deletedObjects_(&objects2_)
{
}

Foo::GetDeleteObjects() {
  deletedObjects_->clear();

  std::swap(currentObjects_, deletedObjects_);

  return *deletedObjects;
}

Answer 4

其他三个答案是正确的，所以在回答问题方面我没有什么可以补充的，但是由于 OP 对效率感兴趣，我用 -O3 在 clang 中编译了所有建议。

两个解决方案之间几乎没有任何区别，但 std::exchange 解决方案脱颖而出，因为它可以在我的编译器上生成更高效的代码，并且具有完美的惯用优势。

我认为结果很有趣：

给定：

std::vector<Bar> Foo::GetDeleteObjects1() {
    std::vector<Bar> tmp;
    tmp.swap(objects_);
    return tmp;
}

结果：

__ZN3Foo17GetDeleteObjects1Ev:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    .cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp1:
    .cfi_offset %rbp, -16
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp2:
    .cfi_def_cfa_register %rbp
    movq    [=11=], 8(%rdi)          ; construct tmp's allocator
    movq    [=11=], (%rdi)           ;... shame this wasn't optimised away
    movups  (%rsi), %xmm0        ; swap
    movups  %xmm0, (%rdi)
    xorps   %xmm0, %xmm0         ;... but compiler has detected that
    movups  %xmm0, (%rsi)        ;... LHS of swap will always be empty
    movq    16(%rsi), %rax       ;... so redundant fetch of LHS is elided
    movq    %rax, 16(%rdi)
    movq    [=11=], 16(%rsi)         ;... same here
    movq    %rdi, %rax
    popq    %rbp
    retq

给定：

std::vector<Bar>
Foo::GetDeleteObjects2() {
    std::vector<Bar> tmp = std::move(objects_);
    objects_.clear();
    return tmp;
}

结果：

__ZN3Foo17GetDeleteObjects2Ev:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
Ltmp3:
    .cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp4:
    .cfi_offset %rbp, -16
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp5:
    .cfi_def_cfa_register %rbp
    movq    [=13=], 8(%rdi)         ; move-construct ... shame about these
    movq    [=13=], (%rdi)          ; ... redundant zero-writes
    movups  (%rsi), %xmm0       ; ... copy right to left ...
    movups  %xmm0, (%rdi)
    movq    16(%rsi), %rax
    movq    %rax, 16(%rdi)
    movq    [=13=], 16(%rsi)      ; zero out moved-from vector ...
    movq    [=13=], 8(%rsi)       ; ... happens to be identical to clear()
    movq    [=13=], (%rsi)        ; ... so clear() is optimised away
    movq    %rdi, %rax    
    popq    %rbp
    retq

最后给出：

std::vector<Bar>
Foo::GetDeleteObjects3() {
    return std::exchange(objects_, {});
}

结果非常令人满意：

__ZN3Foo17GetDeleteObjects3Ev:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
Ltmp6:
    .cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp7:
    .cfi_offset %rbp, -16
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp8:
    .cfi_def_cfa_register %rbp
    movq    [=15=], (%rdi)            ; move-construct the result
    movq    (%rsi), %rax
    movq    %rax, (%rdi)
    movups  8(%rsi), %xmm0
    movups  %xmm0, 8(%rdi)
    movq    [=15=], 16(%rsi)          ; zero out the source
    movq    [=15=], 8(%rsi)
    movq    [=15=], (%rsi)
    movq    %rdi, %rax
    popq    %rbp
    retq

结论：

std::exchange 方法既完美又高效。

Answer 5

惯用表达式是使用 std::exchange (C++14 起):

std::vector<Bar> Foo::GetDeleteObjects() {
  return std::exchange(objects_, {});
}

注意这里假设赋值初始化的vector等同于调用clear；除非您将有状态分配器与 propagate_on_container_move_assignment 一起使用，否则情况就是如此，在这种情况下，您希望明确地重用分配器：

std::vector<Bar> Foo::GetDeleteObjects() {
  return std::exchange(objects_, std::vector<Bar>(objects_.get_allocator()));
}

return+重置成员变量的最有效方法？

Most efficient way to return+reset member variable?

c++

copy

move-semantics

c++11