包含字符串的类：从函数返回时真正发生了什么？答案

【问题标题】：Class containing string: what really happens when it's returned from a function?包含字符串的类：从函数返回时真正发生了什么？
【发布时间】：2018-03-09 17:58:25
【问题描述】：

并不是我不信任我的编译器，而是我想知道发生了什么。假设我有

struct Foo {
  std::string s;
};

我想创建一个（在堆栈上），填写很长的字符串，然后从我的函数中返回它。

Foo f() {
  Foo foo {my_very_long_string};
  return foo;
  // OR: return Foo {my_very_long_string};
}

我知道有诸如 RVO 和移动语义之类的东西；我怎么知道它们正在被使用，并且在运行时它没有在堆上分配带有数据的新字符串，复制它并释放旧字符串？（除了我的程序会变慢。）

是否使用移动构造函数来重用字符串数据？还是使用 RVO 来实际返回相同的字符串？

【问题讨论】：

如果您不信任该程序集，请编译并检查它。在你做类似的事情之前，尽管对代码进行基准测试。如果代码运行良好，就没有理由这样做。
“我怎么知道......在运行时它没有分配一个新的字符串......，复制它，然后释放旧的？”你可以保证这不会发生。如果没有 RVO，字符串将被移动而不是复制，因此不会有额外的分配
这是一个相当哲学的问题。您如何确定其他人（在这种情况下是标准开发人员）告诉您的任何事情？我想你必须在某个时候相信他们。或者自己挖掘一切，但你知道，生命是短暂的。 :)
在一种情况下你必须小心——如果你定义了一个析构函数（或复制 ctor 或复制分配），你不会得到一个为你定义的隐式移动 ctor。因此您的对象变得不可移动，因此会出现副本（包括原本可以移动的字段）
“我知道有诸如 RVO 和 move 语义之类的东西；我怎么知道它们正在被使用” (A) 阅读标准或它的适当摘要，了解这些优化可以发生的时间。 (B) 阅读您（完全未知的）编译器生成的程序集，看看是否发生了此类优化确实。

标签： c++ c++11 move rvo

【解决方案1】：

NRVO 或为命名对象移动

在函数中：

Foo f() {
  Foo foo{my_very_long_string};
  return foo;
}

对象foo 有一个名称（即：foo），它是一个命名的对象。

命名 RVO (NRVO)，这是一种可选的优化，可能会发生。如果没有发生 NRVO，则移动 foo，因为它是本地对象，因此在此上下文中被视为右值（即：return 语句）。

RVO/copy elsion or move for unnamed objects

但是，在函数中：

Foo f() {
  return Foo{my_very_long_string};
}

关注一个未命名对象，它是由Foo{my_very_long_string}产生的对象。

从 C++17 开始，副本必须省略（即：效果与 RVO 相同，但语义不同）。
在 C++17 之前，可能会出现 RVO，它当时是一种可选的优化。如果不是，则移动它，因为Foo{my_very_long_string} 已经是一个右值。

在上述任何情况下都不会为新字符串分配堆。

【讨论】：