C++中Queue接口push方法：传值还是右值引用？

需求背景 #

之前讨论C++传值与右值引用传递的问题中，现有答案存在不完善和错误之处。我需要定义一个Queue抽象接口，满足以下要求：

• Queue是基于存储对象类型的模板类
• 支持存储不可拷贝类型
• 可拥有多种实现方式
• 若能避免拷贝，实现不应被剥夺该机会

同时，接口要体现调用Queue<T>::push(value)是将value“转移”至队列的意图，“转移”的定义为：

1. Queue::push可对value执行任意操作（包括修改），且不会影响用户侧
2. 调用Queue::push后，用户使用value不会对队列产生副作用

三种可选接口方案 #

方案1 #

template<typename T>
class Queue {
public:
   virtual void push(const T& value) = 0;
};

方案2 #

template<typename T>
class Queue {
public:
   virtual void push(T&& value) = 0;
};

方案3 #

template<typename T>
class Queue {
public:
   virtual void push(T value) = 0;
};

对C++核心指南的疑问 #

C++核心指南相关条目未能提供有效帮助：

• F.16指出“对于‘输入’参数，廉价拷贝类型传值，其他类型传const引用”，但这要求T可拷贝，属于不必要限制，比如无法向push传递std::unique_ptr
• F.18指出“对于‘将被移动’的参数，传X&&并使用std::move转移参数”，首先何为“将被移动”的参数并不明确；其次，作为接口定义者，我无法预知实现会移动还是不移动对象

各方案的优缺点分析 #

• 方案1：无法体现正确语义，使用时std::unique_ptr<int> ptr; queue.push(std::move(ptr));无法运行，但本应可行
• 方案2：语义正确，但强制用户显式移动或拷贝值，限制了std::shared_ptr<int> ptr; queue.push(ptr);这类合理代码
• 方案3：支持推送值的拷贝或“移入”值，std::shared_ptr<int> ptr; queue.push(ptr);和std::unique_ptr<int> ptr; queue.push(std::move(ptr));均有效，符合所需语义，但用户可能调用Storage<std::vector<int>>::store(veryLargeVector)导致不必要的大拷贝

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fabio