为什么std :: queue :: pop不返回值？

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我浏览了此页面，但无法获得相同的原因。那里提到

“更明智的做法是，它根本不返回任何值，并要求客户端使用front（）来检查队列前端的值”

但是从front（）检查元素还需要将该元素复制到左值中。例如在此代码段中

std::queue<int> myqueue;
int myint;
int result;
std::cin >> myint;
myqueue.push (myint);

/ *此处将在RHS上创建临时文件，并将其分配给结果，如果通过引用返回，则在弹出操作之后结果将变为无效* /

result = myqueue.front();  //result.
std::cout << ' ' << result;
myqueue.pop();

在第五行，cout对象首先创建myqueue.front（）的副本，然后将其分配给结果。所以，有什么不同，pop函数可以做同样的事情。

c++ stl

— 结合剂
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因为是以这种方式实现的（即void std::queue::pop();）。

— 101010 2014年

问题已得到解答，但作为旁注：如果您真的想要弹出的弹出窗口，可以使用免费函数轻松实现：ideone.com/lnUzf6

— eerorika 2014年

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您的链接是STL文档。但是您在问有关C ++标准库的问题。不同的东西。

— juanchopanza 2014年

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“但是从中检查元素front()也需要将该元素复制到左值中”-不，不是这样。front返回引用，而不是值。您可以检查它引用的值，而无需复制它。

— Mike Seymour 2014年

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@KeminZhou您描述的模型需要副本。也许。如果要多路复用队列的使用，则是，必须在释放队列上的锁之前进行复制。但是，如果您只关心分离输入和输出，则不需要锁来检查正面。您可以等待锁定，直到完成使用它并需要调用为止pop()。如果您使用std::queue<T, std::list<T>>，则不必担心所提供的引用front()是否会被引起无效push()。但是您必须知道您的使用模式并应记录您的约束。

— jwm

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所以，有什么不同，pop函数可以做同样的事情。

它确实可以做同样的事情。之所以没有这样做，是因为返回的pop元素在出现异常的情况下是不安全的（必须按值返回并因此创建一个副本）。

考虑这种情况（使用天真的/虚构的流行实现，以阐明我的观点）：

template<class T>
class queue {
    T* elements;
    std::size_t top_position;
    // stuff here
    T pop()
    {
        auto x = elements[top_position];
        // TODO: call destructor for elements[top_position] here
        --top_position;  // alter queue state here
        return x;        // calls T(const T&) which may throw
    }

如果T的副本构造函数在返回时抛出，则您已经更改了队列的状态（top_position在我的幼稚实现中），并且该元素从队列中删除了（并且不返回）。出于所有目的和目的（无论如何在客户端代码中捕获异常），队列顶部的元素都会丢失。

如果您不需要弹出的值（即，它会创建一个没人使用的元素的副本），则此实现的效率也很低。

这可以通过两个单独的操作（void pop和const T& front()）安全有效地实现。

— 乌地那汀
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嗯...这很有意义

— cbinder

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C ++ 11注意：如果T具有便宜的noexcept move-constructor（在堆栈中放置对象的情况通常如此），则按值返回是高效且异常安全的。

— 罗马L

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@DavidRodríguez-dribeas：我不建议任何更改，我的意思是，提到的某些缺点在C ++ 11中已不再是一个问题。

— 罗马L

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但是为什么叫它pop呢？这是很违反直觉的。它可以命名为drop，然后每个人都可以清楚地知道它不会弹出该元素，而是将其删除...

— UeliDeSchwert

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@utnapistim：实际的“弹出”操作一直是从堆栈中取出顶部元素并返回它。至少当我初次接触STL堆栈时，我惊讶于pop不返回任何东西。参见例如维基百科。

— Cris Luengo

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您链接到的页面回答了您的问题。

引用整个相关部分：

有人可能想知道为什么pop（）返回void而不是value_type。也就是说，为什么必须使用front（）和pop（）来检查并删除队列最前面的元素，而不是将两者合并为一个成员函数？实际上，这种设计是有充分理由的。如果pop（）返回front元素，则必须按值而不是按引用返回：按引用返回将创建一个悬空指针。但是，按值返回效率低下：它涉及至少一个冗余副本构造函数调用。由于pop（）不可能以有效且正确的方式返回值，因此更明智的做法是根本不返回任何值，并要求客户使用front（）来检查值队列的最前面。

C ++的设计考虑了效率，在程序员必须编写的代码行数之上。

— BPF2010
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也许是这样，但真正的原因是不可能为pop返回值的版本实现异常安全版本（具有强有力的保证）。

— James Kanze 2014年

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pop不能返回对要删除的值的引用，因为该值已从数据结构中删除，因此该引用应引用什么？它可以按值返回，但是如果pop的结果没有存储在任何地方怎么办？然后浪费时间不必要地复制该值。

— 尼尔·柯克
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真正的原因是异常安全。如果pop返回并且返回操作可能导致异常，则没有安全的方法与堆栈进行“事务处理”（元素保留在堆栈上，或者返回给您）。显然，它必须在返回元素之前先将其删除，然后，如果抛出该元素，则该元素可能会被不可挽回地丢失。

— 2014年

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这种关注是否仍适用于noexcept move构造函数？（当然，0步比两步更有效，但是这可以为异常安全，高效的前+时结合开门）

— peppe 2014年

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@peppe，如果您知道value_type有一个nothrow move构造函数，则可以按值返回，但是队列接口将根据存储在其中的对象类型而有所不同，这将无济于事。

— Jonathan Wakely 2014年

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@peppe：这样做是安全的，但是stack是泛型库类，因此对元素类型的假设越多，它的用处就越小。

— 2014年

我知道STL不允许这样做，但这意味着人们可以使用二十一点和^ W ^ W ^ W来使用此功能构建自己的队列类：）

— peppe 2014年

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对于当前的实现，这是有效的：

int &result = myqueue.front();
std::cout << result;
myqueue.pop();

如果pop将返回引用，如下所示：

value_type& pop();

然后，以下代码可能会崩溃，因为该引用不再有效：

int &result = myqueue.pop();
std::cout << result;

另一方面，如果它将直接返回一个值：

value_type pop();

然后，您需要为该代码工作而制作一个副本，效率较低：

int result = myqueue.pop();
std::cout << result;

— 扬·吕格
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从C ++ 11开始，可以使用移动语义来存档所需的行为。像pop_and_move。因此不会调用复制构造函数，并且性能将仅取决于move构造函数。

— 维亚切斯拉夫·普茨坚科
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不，移动语义不能神奇地使pop异常安全。

— LF

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您可以完全做到这一点：

std::cout << ' ' << myqueue.front();

或者，如果要在变量中使用值，请使用引用：

const auto &result = myqueue.front();
if (result > whatever) do_whatever();
std::cout << ' ' << result;

紧接着，“更明智”一词是“我们研究了使用模式并发现了更多分割需求”的主观形式。（请放心：C ++语言发展缓慢...）

— 托福
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我认为最好的解决方案是添加类似

std::queue::pop_and_store(value_type& value);

其中value将接收弹出的值。

优点是可以使用移动分配运算符来实现，而使用front + pop可以进行复制。

— Masse Nicolas
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