通过引用传递 std::optional<T> 是不是实际上保存复制？

Posted 2023-02-18

【中文标题】通过引用传递 std::optional<T> 是不是实际上保存复制？

【英文标题】：Does passing an std::optional<T> by reference actually save copying?通过引用传递 std::optional<T> 是否实际上保存复制？

【发布时间】：2021-11-15 12:46:58

【问题描述】：

我知道标准不支持std::optional<T&>。这个问题是关于通过std::optional<T>&是否有任何性能优势

此处转载示例代码 (https://godbolt.org/z/h56Pj6d6z)

#include <ctime>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <optional>

void DoStuff(std::optional<std::string> str) 
    if (str) std::cout << "cop: " << *str << std::endl;


void DoStuffRef(const std::optional<std::string>& str) 
    if (str) std::cout << "ref: " << *str << std::endl;


int main() 
    std::optional<std::string> str = ;
    DoStuff(str);
    DoStuffRef(str);
    str = "0123456789012345678901234567890123456789";
    DoStuff(str);
    DoStuffRef(str);

（我的实际用例对于复杂的用户定义类型是可选的，但我希望长字符串在编译器方面也能做到这一点）

在这种情况下，与DoStuff 相比，DoStuffRef 是否实际上节省了任何复制工作？

我试图查看 Godbolt 输出，但我不知道足够的汇编来确定。我确实看到在DoStuff 的情况下，似乎创建了一个临时std::optional<T>，而DoStuffRef 中不存在所以我怀疑是的，通过引用传递optional 保存一些复制

感谢您的帮助！

【问题讨论】：

是的，当可选项实际包含字符串时，您会保存一份副本。

【参考方案1】：

如果您传递实际的std::optional<std::string>，那么是的，不会有副本。但如果你只传递std::string，那么必须先构造临时可选，从而生成字符串的副本。

【讨论】：

所以在这种情况下，当我将str 分配给一个字符串值并传递它时，由于str 仍然是std::optional<std::string> 类型，我应该使用DoStuffRef 保存一个副本对?

我认为在 C++17 中它不会创建副本，因为 en.cppreference.com/w/cpp/utility/optional/optional 中的“(8)”

@resnet 完全正确。

@alfC 当然，如果std::string 是右值，如果是副本，它将是一个移动，但仍会构建临时的。

【参考方案2】：

DoStuffRef 在参数已经为 std::optional<std::string> 时保存一个额外的副本（如您的示例中所示）。

但是，如果你直接传递一个std::string，那么如果这两种情况都应该构造一个std::optional，涉及到字符串的复制/移动构造函数。