构建和返回复杂结果数据集的有效方法答案

【问题标题】：Efficient way to build and return a complicated result dataset构建和返回复杂结果数据集的有效方法
【发布时间】：2018-02-20 12:40:37
【问题描述】：

通常，一个函数会构造一个复杂的结果，例如对象的vector。在普通的、未优化的 C++ 中，这很容易导致许多中间副本。我想知道我应该如何构造这样一个对象以避免不必要的复制。

以下函数显示了我想要做什么以及如何天真地实现它。 db 上的调用只是伪代码，大致展示了函数的结构。

vector<Result> get_result(Query q){
    vector<Result> ret;
    db.start_query(q); 
    while(db.has_more()){
        int i = db.get_next_int("i");
        string s = db.get_next_str("s");
        Result result(i, s);
        ret.push_back(result); // copy on push
    }
    return ret; // copy on return
}

考虑到现代 C++11 或更新版本，我应该如何实现这种功能并移动语义？可以更改函数的签名，以便vector<Result> 可以成为捕获结果的输入参数。

【问题讨论】：

如果你有信息，ret.reserve(final_size) 可能会避免使用重新分配的副本。
只是猜测，但我会把钱花在start_query 上，这比你在这段代码中可以做的任何事情都要多。
没有“返回时复制”，return ret; 语句选择vector 的移动构造函数，因为ret 被视为rvalue 这里。有关详细信息，请参阅 C++11 标准的第 12.8/32 节。我要添加的唯一内容是按照 Jarod42 的建议添加到 reserve 向量内存并切换到 emplace_back 以防止复制 result。
通过引用返回。这减少了复制大型结构的内容的需要。您也可以使用智能指针传递。
@ThomasMatthews 什么？你听说过复制省略和移动语义吗？ OP 的 get_result 函数是一个经典示例，其中按值返回无疑是最佳实践。

标签： c++ c++11 move-semantics

【解决方案1】：

您所能做的就是使用emplace_back就地构造result，从而避免复制，而且由于NRVO，返回时可能不会有复制。

ret.emplace_back(i, db.get_next("s"));

无论如何，由于 VS2017 中 vector 的大小是 32 字节，所以它非常轻量级并且移动操作很快，因此如果您使用的数据库可能并不重要。

【讨论】：

只是为了澄清，这是 NRVO，而不是 RVO。 NRVO 是可选的（即使在 C++17 中），但是，它可能会被所有主流编译器应用。即使没有，vector 的 move 构造函数也会被调用两次，这很便宜。
@DanielLangr 感谢您的澄清。我将 RVO 更改为 NRVO。我也让最后一段更清楚了。但是，如果您想回答这个问题，您将获得一些积分）
我只想复制你的答案:)。也许，我会将“不会有副本” 改为 “可能不会有副本”，因为再一次，NRVO 不是强制性的。

【解决方案2】：

在 C++17 中甚至不保证命名返回值优化。

所以如果你想确定没有不必要的值拷贝，那么通过引用传递返回向量：

void get_result(Query q, vector<Result>& foo)

然后写

foo = std::move(ret);

作为最后的陈述。

我一直小心避免return std::move(ret)：见When should std::move be used on a function return value?

【讨论】：

即使不应用 NRVO，也不会产生不必要的副本。在return ret; 语句中，ret 被视为rvalue，因此将调用移动构造函数，这很快。在这种情况下，我永远不会喜欢通过引用传递。