Apakah pemajuan sempurna di C dan bagaimana ia berfungsi?

Apakah pemajuan sempurna di C dan bagaimana ia berfungsi?

Pemajuan sempurna dalam C adalah teknik yang membolehkan argumen lulus dari satu fungsi ke yang lain sambil mengekalkan kategori nilai asal mereka (LValue atau RValue) dan jenis. Ini amat berguna apabila menulis fungsi templat yang perlu mengemukakan hujah kepada fungsi lain dengan cara yang mengekalkan kecekapan dan semantik panggilan asal.

Kerja pemajuan sempurna dengan menggabungkan rujukan runtuh dan std::forward . Inilah cara ia beroperasi:

1. Rujukan runtuh : Dalam C, apabila anda mempunyai rujukan bersarang, mereka runtuh menjadi satu rujukan mengikut peraturan tertentu. Sebagai contoh, rujukan rvalue kepada rujukan lvalue ( T& && ) runtuh ke rujukan lvalue ( T& ), dan sebarang kombinasi lain ( T&& && atau T& & ) runtuh kepada jenis rujukan paling dalam.
2. Rujukan sejagat : Istilah "rujukan sejagat" sering digunakan untuk menggambarkan parameter fungsi yang boleh mengikat kedua -dua lvalues ​​dan rvalue. Ini dicapai menggunakan T&& dalam konteks yang disimpulkan (biasanya dengan parameter auto&& atau Templat).
3. STD :: Forward : Utiliti std::forward digunakan dalam fungsi untuk mengemukakan hujah -hujah ke fungsi lain, memelihara kategori nilai mereka. Apabila anda menggunakan std::forward<t>(arg)</t> , ia akan membuang arg ke T jika T adalah rujukan lvalue, atau T&& jika T adalah rujukan rvalue.

Berikut adalah contoh mudah yang menunjukkan penghantaran sempurna:

 <code class="cpp">template<typename t> void wrapper(T&amp;amp;& arg) { // Forward 'arg' to another function, preserving its value category anotherFunction(std::forward<t>(arg)); } void anotherFunction(int& arg) { /* lvalue overload */ } void anotherFunction(int&& arg) { /* rvalue overload */ } int main() { int x = 5; wrapper(x); // Calls anotherFunction(int&) because x is an lvalue wrapper(5); // Calls anotherFunction(int&&) because 5 is an rvalue return 0; }</t></typename></code>

Dalam contoh ini, wrapper menggunakan pemajuan sempurna untuk lulus arg ke anotherFunction , yang membolehkan anotherFunction dibebankan berdasarkan kategori nilai argumen asal.

Apakah faedah menggunakan pemajuan sempurna di C?

Manfaat menggunakan pemajuan sempurna di C termasuk:

1. Pemeliharaan Kategori Nilai : Pemajuan sempurna memastikan bahawa kategori nilai asal (lvalue atau rvalue) dari argumen dipelihara apabila ia diserahkan kepada fungsi lain. Ini adalah penting untuk mengekalkan kecekapan operasi, terutamanya apabila berurusan dengan semantik bergerak.
2. Kecekapan dalam beban : Apabila menggunakan pemajuan yang sempurna, anda boleh memanggil fungsi yang terlalu banyak berdasarkan kategori nilai asal argumen. Sebagai contoh, anda boleh memanggil pembina bergerak atau pengendali tugasan apabila lulus RValues, yang boleh mengelakkan salinan yang tidak perlu.
3. Pengaturcaraan Generik : Pemajuan sempurna meningkatkan pengaturcaraan generik dengan membenarkan fungsi templat untuk mengemukakan hujah ke fungsi lain tanpa kehilangan maklumat mengenai jenis asal dan kategori nilai mereka. Ini membawa kepada kod yang lebih fleksibel dan boleh diguna semula.
4. Mengelakkan salinan yang tidak perlu : Dengan memelihara sifat argumen RValue, penghantaran sempurna dapat membantu mengelakkan penyalinan objek yang tidak perlu, dengan itu meningkatkan prestasi kod.

Bagaimanakah pemajuan sempurna dapat meningkatkan kecekapan fungsi templat dalam C?

Pemajuan yang sempurna dapat meningkatkan kecekapan fungsi templat dalam C dalam beberapa cara:

1. Pemeliharaan Semantik Move : Apabila fungsi templat menggunakan pemajuan yang sempurna, mereka dapat mengekalkan sifat rvalue argumen mereka. Ini membolehkan fungsi yang dikemukakan untuk menggunakan pembina bergerak atau memindahkan pengendali tugasan, yang boleh menjadi lebih cekap daripada menyalin.
2. Mengelakkan salinan yang tidak perlu : Dengan mengemukakan hujah -hujah sebagai RValues, pemajuan sempurna membolehkan fungsi yang dipanggil menggunakan operasi bergerak dan bukannya operasi salin. Ini mengurangkan overhead yang berkaitan dengan membuat objek sementara.
3. Fleksibiliti dalam fungsi overloading : Fungsi templat menggunakan pemajuan sempurna dapat dengan berkesan memanggil fungsi yang paling sesuai berdasarkan kategori nilai asal argumen. Ini bermakna operasi boleh disesuaikan untuk menjadi cekap yang mungkin.
4. Pembinaan objek yang cekap : Apabila membina objek dalam fungsi templat, pemajuan sempurna membolehkan permulaan yang cekap objek ini. Sebagai contoh, jika RValue diserahkan kepada pembina yang mengambil rujukan rvalue, objek boleh dibina dengan lebih cekap menggunakan semantik bergerak.

Berikut adalah contoh yang menunjukkan bagaimana pemajuan sempurna dapat meningkatkan kecekapan:

 <code class="cpp">template<typename t> void efficientWrapper(T&amp;amp;& arg) { std::vector<int> v(std::forward<t>(arg)); // Efficiently constructs v from arg } int main() { std::vector<int> source = {1, 2, 3}; efficientWrapper(std::move(source)); // Moves the contents of source into v return 0; }</int></t></int></typename></code>

Dalam contoh ini, efficientWrapper menggunakan pemajuan sempurna untuk membina v dengan cekap dari arg . Jika arg adalah rvalue (seperti dalam fungsi main ), ia menggunakan semantik bergerak untuk mengelakkan penyalinan yang tidak perlu.

Apakah perangkap biasa yang harus dielakkan apabila melaksanakan pemajuan sempurna di C?

Apabila melaksanakan pemajuan sempurna di C, terdapat beberapa perangkap biasa untuk mengetahui dan mengelakkan:

1. Penggunaan std::forward : std::forward hanya boleh digunakan dalam fungsi yang pada asalnya mengambil rujukan penghantaran. Menggunakannya di luar konteks ini boleh membawa kepada tingkah laku yang salah. Sebagai contoh, menyimpan rujukan pemajuan dalam pemboleh ubah ahli dan kemudian menghantarnya kemudian boleh menyebabkan masalah.
2. Kategori nilai salah faham : Sangat penting untuk memahami perbezaan antara lvalues ​​dan RValues. Argumen penghantaran yang salah boleh menyebabkan tingkah laku yang tidak diingini, seperti memanggil fungsi yang salah atau kehilangan semantik bergerak.
3. Isu Overloading : Jika fungsi yang anda hantar mempunyai banyak beban, pastikan bahawa beban yang betul dipanggil. Pemajuan yang sempurna kadang -kadang boleh menjadikannya lebih sukar untuk meramalkan beban yang akan digunakan.
4. Const Cecretness : Apabila menghantar rujukan const, pastikan bahawa Konstness dipelihara. Gagal berbuat demikian boleh membawa kepada percubaan untuk mengubah suai objek const, mengakibatkan tingkah laku yang tidak ditentukan.
5. Rujukan penghantaran bersarang : Berhati -hati apabila menggunakan pemajuan sempurna dengan fungsi templat bersarang. Rujukan penghantaran bersarang boleh menyebabkan potongan jenis yang tidak dijangka dan rujukan runtuh.
6. Rujukan runtuh salah tanggapan : salah faham bagaimana rujukan runtuh boleh menyebabkan pepijat. Sentiasa ingat bahawa T& && runtuh ke T& , sementara T&& && runtuh ke T&& .

Inilah contoh perangkap yang sama dan bagaimana untuk mengelakkannya:

 <code class="cpp">// Incorrect use of std::forward class IncorrectUsage { template<typename t> void incorrectForward(T&amp;amp;& arg) { store = std::forward<t>(arg); // Incorrect: don't use std::forward here } std::string store; }; // Correct use of std::forward class CorrectUsage { template<typename t> void correctForward(T&amp;amp;& arg) { store = std::forward<t>(arg); // Correct: use std::forward immediately } std::string store; };</t></typename></t></typename></code>

Dalam kelas IncorrectUsage , std::forward digunakan pada pemboleh ubah anggota yang disimpan, yang boleh membawa kepada tingkah laku yang salah. Dalam kelas CorrectUsage , std::forward digunakan dengan serta -merta dalam fungsi, memelihara kategori nilai yang betul dari hujah.

Dengan menyedari perangkap -perangkap ini dan mengikuti amalan terbaik, anda boleh menggunakan pemajuan sempurna untuk menulis kod C yang lebih cekap dan betul.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah pemajuan sempurna di C dan bagaimana ia berfungsi?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!