С++: Вызов различных конструкторов в зависимости от пользовательского ввода?

Question

[Дмитрий Кустерский]

Есть условный код который конструирует объект в одном случае строкой, в другом - числом (суть в том, что разными типами и соответственно вызывает разные конструкторы):

Foo foo;
if (someFlag)
  foo = Foo("SomeString");
else 
  foo = Foo(42);

Если я не ошибаюсь, то данный код вызовет как минимум один лишний конструктор по умолчанию и один оператор присваивания. Если объявление foo внести в сам if-else блок, то проблема с областью видимости.

Вопрос как сделать такой условный вызов конструктор правильно и без оверхеда?

На ум приходит только вариант с указателем и foo = new Foo внутри if-else, но это надо потом не забыть delete(unique_ptr слишком многословен и хотелось бы вообще избежать указателей).

UPD: варианты обойти проблему найти можно. Вопрос в первую очередь в том можно ли объявить переменную пользовательского класса, но отложить её инициализацию.

UPD2: а может есть вариант расширить область видимости за пределы блока if-else в случае если там объявлять переменную?

UPD3: Всем спасибо за решения, было интересно почитать.
Самыми адекватными вариантами на данный момент выглядят copy-elision c функцией возвращающей объект в зависимости от флага и указатель. Хотя на мой взгляд оба требуют лишних телодвижений со стороны программиста.

Comments

[AtomKrieg]

это не то что надо оптимизировать

[Дмитрий Кустерский]

AtomKrieg: Вопрос не прикладного плана. Просто теоретические размышления о том насколько я вообще понимаю этот язык.

Answer 1

[MiiNiPaa]

Вариант с функцией-генератором:

inline Foo make_foo(bool someFlag)
{
    if (someflag)
        return  Foo("SomeString");
    else 
        return Foo(42);
}
//...
Foo = make_foo(someflag)

Answer 2

[Евгений Шатунов]

Итак, ссылки потеме:
en.cppreference.com/w/cpp/language/copy_elision - буквально, используя стандартные языковые средства мы буквально избегаем конструктора копирования и оператора присвоения. Заострять внимание на RVO и NRVO.
en.cppreference.com/w/cpp/utility/move - семантика перемещения. Поддержи ее в своем классе для конструктора и оператора присвоения.

Для перемещения даже твой сферически условный код не надо будет править.
Хотя... тут в целом, даже при использовании copy elision этот код не надо править.

Да и вообще. Оптимизаторы ведущих (CL, ICC, GCC, Clang) компиляторов уже достаточно умные чтобы избавить тебя от головной боли по этому вопросу именно в этом конкретном месте. В результате программа сконструирует объект правильным конструктором в правильном месте, а конструктор по умолчанию и оператор присвоения - выкинет на мороз.

Comments

[Дмитрий Кустерский]

int flag = 42;
B b;
if (flag)
b = B(42);
else
b = B("string");
return 1;
скомпилированное с O2 в VS2015
вызывает:
Default constructor;
Int constructor;
Operator = ;

[Дмитрий Кустерский]

Если вынести if-else в отдельную функцию, то copy elision работает.

[Евгений Шатунов]

Дмитрий Кустерский , если конструкторы не оптимизируются, значит что код самого класса запрещает эти оптимизации. Это проблема.
У студии, кстати, слишком много настроек оптимизации, чтобы говорить о результате по изменению только одной из них.
В общем, однозначную причину отсутствия оптимизации в твоем случае определить без детального разбирательства нельзя.

Answer 3

[Mercury13]

1. Свой код — сделать функцию init

Foo foo;
if (someFlag)
  foo.init("SomeString");
  else foo.init(42);

2. Чужой код — сделать обёртку, которая в init будет использовать placement new, а в деструкторе — явно вызывать деструктор объекта.

class FooWrap {
public:
  FooWrap() : hasFoo(false) {}
  void init(int x) { new (fooPlace) Foo(x); hasFoo = true; }
  Foo& operator * () { return *reinterpret_cast<Foo*>(fooPlace); }
  Foo* operator -> () { return reinterpret_cast<Foo*>(fooPlace); }
  ~FooWrap() { if (hasFoo) (*this)->~Foo(); }
  // Да, и конструктор копирования и op= не забыть — оставлю как упражнение.
private:
  char fooPlace[sizeof(Foo)];
  bool hasFoo;
}

FooWrap foo;
if (someFlag)
  foo.init("SomeString");
  else foo.init(42);
foo->doFoo();

Для большей надёжности стоит указать, что FooWrap выравнивать как Foo — это делается через C++11 или расширениями компилятора.

Comments

[Дмитрий Кустерский]

Вариант с инит наверное самый правильный в таком случае, но это надо иметь доступ к внутренностям класса(а это не всегда так и не всегда можно править).
Второе я так понимаю, это как раз init без редактирования исходного класса.

Оверхеда во втором случае порядочно набегает, в первом случае один лишний call, что наверное не страшно, но я все ещё жадный.

[Mercury13]

Издержки и так незначительны.
Можно ещё их уменьшить, убрав hasFoo — но тогда при уничтожении без init мы нарвёмся на уничтожение несозданного объекта.

[Дмитрий Кустерский]

Mercury13: Да я понимаю, вообще я бы остановился на указателе. Но как я написал в UPD вопрос в том можно ли вообще обойтись без издержек в такой задаче.

Answer 4

[Rsa97]

Использовать указатель

Foo *foo;
if (someFlag)
  foo = new Foo("SomeString");
else 
  foo = new Foo(42);
...
delete foo;

Comments

[Дмитрий Кустерский]

Последний абзац был именно про это.
1) Необходимость delete(надо не забыть написать, а если эксепшен, ну т.д.), решаемо unique_ptr
2) Лишний указатель, 4-8 байт памяти, а я жадный.
3) На счет оверхеда при разыменовании я не помню, а смотреть лень.

[Дмитрий Кустерский]

А ну и ещё потом придется везде
1) использовать -> вместо .
2) разыменовывать прежде чем использовать напрямую

[MiiNiPaa]

Дмитрий Кустерский:

std::unique_ptr<Foo> fooptr;
//init fooptr
Foo& foo = *fooptr

И используете далее foo. Оверхед при разыменовывании в любом случае при наличии адекватного компилятора платится максимум один раз. Оверхеда за использовании ссылки в данном случае быть не должно.

[Дмитрий Кустерский]

MiiNiPaa: Ну т.е. варианта лучше чем указатель нет.

[MiiNiPaa]

Дмитрий Кустерский: Я бы воспользовался inline функцией-генератором и copy-elision, но если производительность очень важна и компилятор старый, то сделать всё вручную может быть проще и надёжней.

[Дмитрий Кустерский]

MiiNiPaa: Пожалуй, мне это нравится :)
Если не сложно, вариант с генератором и copy-elision оформите в виде ответа. Закину в решения.