在引入范围时额外调用复制 c-tor

Question

原始代码

#include <iostream>
int global;
struct A
{
   A(){}
   A(const A&x){
       ++global;
   }
   ~A(){}
};
A foo()
{  
     A a;
     return a;  
}
int main()
{
   A x = foo();
   std::cout << global;
}

在支持命名返回值优化的优化编译器上，输出将是 0。

当我将foo 的定义更改为

A foo()
{ 
  { 
     A a;
     return a;  
  }
}

我得到1 作为输出，即复制 c-tor 被调用一次。可能的原因是什么？引入虚拟作用域会完全改变代码的行为。我错过了什么？

我在 g++ 编译器上对其进行了测试。这里有任何编译器人员可以以某种特定于实现的方式解释该场景吗？

编辑

我在 clang 上对其进行了测试，即使在第二种情况下，它也优化了对复制 c-tor 的调用。

Andrew Pinski（gcc 专家）证实这确实是 g++ 错过优化的一个案例。

Answer 1

除了编译器不够聪明，无法看到虚拟作用域（由额外的括号引入）没有任何区别之外，我没有看到任何其他原因，至少对于这个特定的代码而言。编译器被多余的括号愚弄了；它可能对函数体的其余部分（甚至不存在）做出了疯狂的假设。

0 或 1，无论哪种方式，行为都完全符合标准，因为标准不要求编译器生成0（或1）。如您所知，这取决于编译器。

至于foo在这两种情况下生成的汇编代码只有一点区别：

• 第一个代码：

  __Z3foov:
  LFB992:
       .cfi_startproc
       movl  4(%esp), %eax
       ret   $4
       .cfi_endproc
  

• 第二个代码：

  __Z3foov:
  LFB992:
       .cfi_startproc
       incl _global      <----- incrementing the global. God knows why!
       movl  4(%esp), %eax
       ret   $4
       .cfi_endproc
  

我使用了g++ -O6。版本：MinGW (GCC) 4.6.1

Answer 2

理论上你在这两种情况下都可以得到 1。这是编译器可能会也可能不会优化复制构造函数的情况之一。

您可以通过谷歌搜索“返回值优化”和“命名返回值优化”找到有关该主题的更多详细信息，在您的情况下是后者。 p>

请注意，如果您将代码更改为：

A foo()
{ 
  { 
     return A();
  }
}

然后 RVO 应该启动，您将在输出中获得 0。

在您描述的情况下，为什么 NRVO 没有介入？ （我已经在 GCC 4.6 上确认了这一点。） 我现在不确定；要么编译器不够聪明，要么这里有一条关于 NRVO 的规则不允许它。

---

编辑：

标准说...

当满足某些条件时，允许实现省略类对象的复制/移动构造，即使对象的复制/移动构造函数和/或析构函数有副作用。 (...) 这种复制/移动操作的省略，称为复制省略，在以下情况下是允许的：

— 在具有类返回类型的函数的 return 语句中，当表达式是具有与函数返回类型，复制/移动操作可以通过构造省略 自动对象直接转化为函数的返回值

因此这里是允许的，但是编译器不够聪明，无法在这里执行 NRVO。 如果你在 GCC 上工作，你可以检查它在 Clang 上是否相同，看看结果是否不同（我的直觉告诉我会的）。

请注意，RVO 和 NRVO 是编译器功能的名称，而“复制省略”是标准对这种行为的一般引用方式。

Answer 3

使用哪个编译器？这两个结果都是合法的，所以正式地，你不能 投诉。实际上，我不明白为什么应该引入范围 改变任何东西；作为实施质量问题，我认为你 可以投诉。

Answer 4

编译器可能会错过某些情况，即使在其他情况下进行优化也是可能的。 AFAIK——我现在检查了允许复制构造函数省略的地方——没有约束变量必须在函数的顶级范围内，它必须只是一个自动变量。

Answer 5

当您按值返回时会有一个副本。优化设置可以（应该）永远不会改变程序的可见行为。