C++ 编译器在按值返回时是否避免复制？

Question

考虑以下代码：

LargeObject getLargeObject()
{
    LargeObject glo;
    // do some initialization stuff with glo
    return glo;
}

void test()
{
    LargeObject tlo = getLargeObject();
    // do sth. with tlo;
}

一个简单的编译器会在 getLargeObject() 堆栈上创建一个本地 LargeObject glo，然后在返回时将其分配给 test() 中的 tlo，这涉及到复制操作。

但是一个聪明的编译器不应该意识到 glo 将被分配给 tlo 并因此首先使用 tlo 的内存来避免复制操作吗？导致一些东西（功能上）像：

void getLargeObject(LargeObject &lo)
{
    // do init stuff
}

void test()
{
    LargeObject lo;
    getLargeObject(lo);
}

我的猜测是，编译器会做类似的事情。但总能做到吗？有没有不能这样优化的情况？如何知道我的返回值是否被复制？

Answer 1

你的猜测是正确的。是的，有些情况是无法做到的，例如：

LargeObject getLargeObject()
{
    LargeObject glo1, glo2;
    // do some initialization stuff         
    if (rand() % 2)
        return glo1;
    return glo2;
}

因为编译器不知道它会使用 glo1 还是 glo2 作为返回值。

“我如何知道我的返回值是否被复制？”

我能想到的两种方法。您可以创建嘈杂的复制构造函数。也就是说，复制构造函数具有一些可检测的副作用，例如打印消息。然后当然是老样子了。

Answer 2

是的，应该。这称为命名返回值优化（NRVO 或简称 RVO）。

Answer 3

对于初学者来说，即使是天真的编译器也不会“分配给 tlo”，因为标准不允许这样做。形式语义 您的代码涉及两个副本（均使用复制构造函数）；这 第一个从 glo 到一个临时返回值，第二个从这个 临时返回值到tlo。然而，该标准正式给出 编译器删除这两个副本的权利，在这个特定的 情况，实际上，我想所有的编译器都会这样做。

只要您返回一个局部变量或 临时的；如果有多个编译器，一些编译器不会这样做 return 在代码中，但是（但情况永远不会如此） 编写代码）。

第二个副本的压制取决于你是 在调用站点构造一个新对象。如果你不建造 一个新对象，那么甚至可能没有第二个副本要压制；例如 在像getLargeObject().memberFunction() 这样的情况下。如果你要分配 但是，对于现有对象，编译器无能为力；它 必须调用赋值运算符。如果赋值运算符复制， 然后你得到那个副本。