在引用限定符上重载成员函数的用例是什么？

Question

C++11 使得基于引用限定符重载成员函数成为可能：

class Foo {
public:
  void f() &;   // for when *this is an lvalue
  void f() &&;  // for when *this is an rvalue
};

Foo obj;
obj.f();               // calls lvalue overload
std::move(obj).f();    // calls rvalue overload

我了解这是如何工作的，但它的用例是什么？

我看到N2819建议将标准库中的大多数赋值运算符限制为左值目标（即，向赋值运算符添加“

&

”引用限定符），但是这被拒绝了。因此，这是一个潜在的用例，委员会决定不采用它。那么，再一次，什么是合理的用例？

Answer 1

在提供引用获取器的类中，引用限定符重载可以在从右值提取时激活移动语义。例如：

class some_class {
  huge_heavy_class hhc;
public:
  huge_heavy_class& get() & {
    return hhc;
  }
  huge_heavy_class const& get() const& {
    return hhc;
  }
  huge_heavy_class&& get() && {
    return std::move(hhc);
  }
};

some_class factory();
auto hhc = factory().get();

这似乎确实需要投入大量精力才能获得更短的语法

auto hhc = factory().get();

与

效果相同

auto hhc = std::move(factory().get());

原始提案论文 N1821 提供了三个激励示例：

1. 将

   operator =

   限制为左值（TemplateRex 的答案）

2. 为会员启用移动（此答案）

3. 将

   operator &

   限制为左值。我认为这是明智的，以确保当“指针”最终被取消引用时，“被指向者”更有可能还活着：

    struct S {
      T operator &() &;
    };
   
    int main() {
      S foo;
      auto p1 = &foo;  // Ok
      auto p2 = &S();  // Error
    }
   

不能说我个人曾经使用过

operator&

超载。

Answer 2

一个用例是禁止分配给临时人员

 // can only be used with lvalues
 T& operator*=(T const& other) & { /* ... */ return *this; } 

 // not possible to do (a * b) = c;
 T operator*(T const& lhs, T const& rhs) { return lhs *= rhs; }

而不使用参考限定符会让你在两个坏处之间做出选择

       T operator*(T const& lhs, T const& rhs); // can be used on rvalues
 const T operator*(T const& lhs, T const& rhs); // inhibits move semantics

第一个选择允许移动语义，但在用户定义类型上的行为与在内置类型上的行为不同（不像整数那样）。第二种选择将停止分配但消除移动语义（例如矩阵乘法可能会影响性能）。

评论中 @dyp 的链接还提供了有关使用其他 (

&&

) 重载的扩展讨论，如果您想分配给（左值或右值）引用，这会很有用。

Answer 3

如果 f() 需要一个 Foo temp ，它是它的副本并进行了修改，您可以修改该 temp

this

，否则您不能

Answer 4

一方面，您可以通过添加

operator=

作为引用限定符，使用它们来防止调用在语义上无意义的临时函数，例如

void

或改变内部状态并返回

&

的函数.

另一方面，您可以使用它进行优化，例如当您有右值引用时将成员移出对象作为返回值，例如函数

getName

可以返回

std::string const&

或

std::string&&

，具体取决于关于参考限定符。

另一个用例可能是返回对原始对象的引用的运算符和函数，例如

Foo& operator+=(Foo&)

可以专门返回右值引用，从而使结果可移动，这又是一种优化。

TL;DR：用它来防止函数的错误使用或进行优化。