Mükemmel Yönlendirme

Coddy'nin C++ Journey'sinin Nesne Yönelimli Programlama bölümünün bir parçası. Ders 84 / 104.

Bağımsız değişkenleri kabul edip başka işlevlere aktaran şablon işlevleri yazarken bir sorun ortaya çıkar: özgün bağımsız değişkenin bir lvalue mu yoksa rvalue mu olduğunu nasıl korursunuz? Kusursuz iletme, bağımsız değişkenleri alındıkları hâliyle aktararak değer kategorilerini korur ve bu sorunu çözer.

Temel unsurlar iletim referanslarıdır (şablon bağlamında T&& olarak yazılır) ve std::forward'dur. Bir iletim referansı hem lvalue'lara hem de rvalue'lara bağlanabilir ve std::forward, bağımsız değişkeni koşullu olarak özgün türüne geri dönüştürür:

#include <iostream>
#include <utility>

void process(int& x) { std::cout << "lvalue: " << x << "\n"; }
void process(int&& x) { std::cout << "rvalue: " << x << "\n"; }

template<typename T>
void wrapper(T&& arg) {
    process(std::forward<T>(arg));
}

int main() {
    int n = 10;
    wrapper(n);       // process(int&) çağırır - lvalue korunur
    wrapper(20);      // process(int&&) çağırır - rvalue korunur
}

std::forward olmadan, bir rvalue geçirilmiş olsa bile, adlandırılmış parametreler fonksiyonun içinde her zaman lvalue olur. Bu, kuruculara veya diğer fonksiyonlara iletim yapılırken taşıma semantiğinin doğru şekilde çalışmasını engeller.

Perfect forwarding, taşıma işlemleri ile kopyalama işlemleri arasındaki çağıranın niyetini koruyarak nesneler oluşturması veya işlevleri çağırması gereken fabrika işlevleri, sarmalayıcı sınıflar ve her türlü genel kodu yazmak için temeldir.

Görev

Kolay

Argümanlara geçirilen değer kategorisini korurken nesneler oluşturarak perfect forwarding işlemini gösteren bir factory function oluşturalım. Argümanları bir sınıf kurucusuna ileten ve lvalue'ların kopyalanmasını, rvalue'ların ise taşınmasını sağlayan genel bir make_object function oluşturacaksın.

Kodunu üç dosyaya düzenleyeceksin:

Widget.h: Verilerini nasıl aldığını izleyen bir Widget sınıfı tanımla.
Widget sınıfın bir std::string name ve bir int value saklamalıdır. İki constructor sağla:
- const std::string& (lvalue reference) ve int alan constructor: Widget constructed (copy): [name] yazdırır
- std::string&& (rvalue reference) ve int alan constructor: Widget constructed (move): [name] yazdırır ve string'i taşır
Ayrıca display() yazdıran bir [name]: [value] method ekle.
Factory.h: Perfect forwarding factory function'ını oluştur.
name için bir forwarding reference ve value için normal bir make_object kabul eden bir template function int yaz. Name argümanını, özgün value category'sini koruyarak std::forward constructor'ına geçirmek için Widget kullan.

Function, oluşturulan Widget'ı value olarak döndürmelidir.
main.cpp: İki girdi oku:
1. Bir name (string)
2. Bir value (integer)
İki widget oluşturarak perfect forwarding işlemini göster:
1. Önce name'i yerel bir variable içinde sakla ve make_object'e lvalue olarak geçir
2. İkinci olarak, geçici bir string'i (aynı name'in "_temp" ile birleştirilmiş hâli) doğrudan make_object'e rvalue olarak geçir
Her widget'ı oluşturduktan sonra display() method'unu çağır.

Örneğin, girdiler Gadget ve 42 olduğunda:

Widget constructed (copy): Gadget
Gadget: 42
Widget constructed (move): Gadget_temp
Gadget_temp: 42

Girdiler Device ve 100 olduğunda:

Widget constructed (copy): Device
Device: 100
Widget constructed (move): Device_temp
Device_temp: 100

Temel çıkarım şudur: make_object function'ının bir lvalue mı yoksa rvalue mı aldığını bilmemesine rağmen, std::forward kullanarak Widget constructor'ını çağırırken bu bilgiyi korur. Bu, constructor overload resolution işleminin uygun sürümü seçmesini sağlar; böylece temporary'ler için verimli taşıma yapılırken adlandırılmış variable'lar güvenli bir şekilde kopyalanır.

Kendin dene

#include <iostream>
#include <string>
#include "Widget.h"
#include "Factory.h"

using namespace std;

int main() {
    // Girdiyi oku
    string name;
    int value;
    cin >> name >> value;
    
    // TODO: name'i bir lvalue olarak geçirerek ilk widget'ı oluştur
    // name'i yerel bir değişkende sakla ve make_object'e geçir
    
    
    // TODO: İlk widget üzerinde display() çağır
    
    
    // TODO: Geçici bir string'i rvalue olarak geçirerek ikinci widget'ı oluştur
    // (name + "_temp") ifadesini doğrudan make_object'e geçir
    
    
    // TODO: İkinci widget üzerinde display() çağır
    
    
    return 0;
}