为什么使用单个赋值运算符处理复制和移动赋值效率不高？

Question

这是C ++ Primer第5版的练习：

练习13.53：作为低效率的问题，HasPtr赋值运算符并不理想。解释为什么。为HasPtr实现一个复制赋值和移动赋值运算符，并比较新移动赋值运算符和复制交换版本中执行的操作。（P.544）

文件hasptr.h：

//! a class holding a std::string*
class HasPtr
{
    friend void swap(HasPtr&, HasPtr&);
    friend bool operator <(const HasPtr& lhs, const HasPtr& rhs);
public:
    //! default constructor.
    HasPtr(const std::string &s = std::string()):
        ps(new std::string(s)), i(0)
    { }

    //! copy constructor.
    HasPtr(const HasPtr& hp) :
        ps(new std::string(*hp.ps)), i(hp.i)
    { }

    //! move constructor.
    HasPtr(HasPtr&& hp) noexcept :
        ps(hp.ps), i(hp.i)
    { hp.ps = nullptr; }

    //! assignment operator
    HasPtr&
    operator = (HasPtr rhs);

    //! destructor.
    ~HasPtr()
    {
        delete ps;
    }

private:
    std::string *ps;
    int    i;
};

hasptr.cpp文件的一部分：

//! specific swap.
inline void
swap(HasPtr &lhs, HasPtr &rhs)
{
    using std::swap;
    swap(lhs.ps, rhs.ps); // swap the pointers, not the string data
    swap(lhs.i, rhs.i);   // swap the int members

    std::cout <<"swapping!\n";
}

//! operator = using specific swap
HasPtr&
HasPtr::operator = (HasPtr rhs)
{
    swap(*this,rhs);
    return *this;
} 

我的问题是为什么这样做效率不高？

Answer 1

步骤1

设置执行移动赋值运算符的性能测试。

设置另一个执行复制赋值运算符的性能测试。

第2步

按照问题陈述中的指示，以两种方式设置赋值运算符。

第3步

迭代步骤1和2，直到您确信已正确执行它们。

第3步应该可以帮助您了解正在发生的事情，最有可能的方法是告诉您性能的变化以及变化的位置。

猜测不是步骤1-3的选项。你实际上必须这样做。否则你（正确地）不相信你的猜测是正确的。

第4步

现在你可以开始猜测了。有些人会称之为“形成一种假设”。说“猜测”的奇特方式。但至少现在它是受过教育的猜测。

我在回答这个问题时进行了这个练习，并注意到一个测试没有显着的性能差异，另一个测试的性能差异为6倍。这进一步促使我得出一个假设。完成这项工作后，如果您不确定您的假设，请使用您的代码，结果和后续问题更新您的问题。

澄清

有两个特殊的成员赋值运算符，通常具有签名：

HasPtr& operator=(const HasPtr& rhs);  // copy assignment operator
HasPtr& operator=(HasPtr&& rhs);       // move assignment operator

可以使用单个赋值运算符实现移动赋值和复制赋值，并使用所谓的复制/交换习惯用法：

HasPtr& operator=(HasPtr rhs);

此单个赋值运算符不能使用第一个集重载。

使用复制/交换习惯用法实现两个赋值运算符（复制和移动）或仅使用一个是否更好？这就是练习13.53所要求的。要回答，您必须尝试两种方式，并测量复制分配和移动分配。聪明，善意的人通过猜测而不是测试/测量来弄错。你选择了一个很好的练习来学习。

Answer 2

正如问题所暗示的那样，这是“效率低下的问题”。当你使用HasPtr& operator=(HasPtr rhs)并编写类似hp = std::move(hp2);的东西时，ps成员被复制两次（指针本身不是它指向的对象）：一次从hp2到rhs作为调用移动构造函数的结果，并且一次从rhs到*this作为调用swap的结果。但是当你使用HasPtr& operator=(HasPtr&& rhs)时，ps只能从rhs复制到*this。