实现带fill_range的strange_map：参数传递方式选型疑问

我正在实现一个strange_map类，它的fill_range函数可以将键的[a, b]范围全部赋值为指定值，核心代码如下：

template<
    class Key,
    class T,
    class Compare = std::less<Key>,
    class Allocator = std::allocator<std::pair<const Key, T>>
>
class strange_map
{
public:
    // 将[a, b]范围的键全部赋值为指定值
    template <class KeyA, class KeyB, class U>
    void fill_range(KeyA&& a, KeyB&& b, U&& value)
    {
        // ...
        auto i = some_internal_map.find(a);
        // ...
        some_internal_map.emplace(std::forward<KeyA>(a), 
            SomeInternalRange{ std::forward<KeyB>(b), std::forward<U>(value) });
        // ...
    }

private:
    struct SomeInternalRange { Key b; T value; };
    std::map<Key, SomeInternalRange> some_internal_map;
};

针对这个实现，我有以下疑问：

1. 键和值参数应采用传值还是传引用的方式传递？
2. 是否应该像示例中那样使用转发引用？
3. 考虑到值总会被移动或复制，而键仅用于some_internal_map.find（若范围已存在则不会插入），那么采用键用转发引用、值传值的方案（如下代码）是否合理？

template <class KeyA, class KeyB>
void fill_range(KeyA&& a, KeyB&& b, T value);

使用示例 #

using StrangeMap = strange_map<int, std::string>;
StrangeMap map;
map.fill_range(1, 3, "a");

std::string b = "b";
map.fill_range(5, 7, b);

解答 #

1. 键与值参数的传递方式选择

• 键参数：优先考虑转发引用或const Key&。如果需要支持可隐式转换为Key的类型（比如子类、兼容类型），转发引用更灵活，能避免不必要的拷贝；如果确定只会传入Key类型，const Key&也能满足需求，但转发引用的适配性更强。
• 值参数：推荐传值。因为最终要将值存储到内部结构中，传值允许调用方通过左值拷贝、右值移动的方式传递参数，结合移动语义，能减少拷贝次数。比如传入临时对象时，会直接移动构造函数参数，再移动到内部存储，仅需一次移动操作；而传const T&则必须进行一次拷贝，效率更低。

2. 是否应该使用转发引用

对于键参数a和b，使用转发引用是合理的，原因如下：

• 支持任意可转换为Key的类型，包括临时对象（右值）、左值，避免不必要的拷贝构造。
• 配合std::forward可以完美转发参数到emplace等内部操作中，最大化效率。
• 注意：在调用some_internal_map.find(a)时，如果a的类型不是Key，会隐式生成临时Key对象，此时可以提前构造一个Key变量（如Key key_a(std::forward<KeyA>(a));）再用于查找，避免临时对象的生命周期问题。

3. 键用转发引用、值传值的方案是否合理

这个方案非常合理，且是推荐的实现方式：

• 键用转发引用：保留了对各种键类型的兼容性，同时避免不必要的拷贝，适配左值、右值场景。
• 值传T value：简化了模板参数（无需额外的U参数），同时利用移动语义将参数传递的开销降到最低。调用方传入左值时会拷贝构造value，再移动到内部结构；传入右值时则直接移动两次，开销远低于传引用再拷贝的方式。
• 完全匹配你的使用场景：值必然要被存储（所以最终需要拷贝/移动），键仅用于查找或插入，转发引用能覆盖所有可能的键传递场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexey Starinsky