自动 xvalue 优化

Question

有点令人惊讶（对我来说），以下两个程序编译成不同的输出，后一个具有更好的性能（用 gcc 和 clang 测试）：

#include <vector>
int main()
{
    std::vector<int> a(2<<20);
    for(std::size_t i = 0; i != 1000; ++i) {
        std::vector<int> b(2<<20);
        a = b;
    }
}

对比

#include <vector>
int main()
{
    std::vector<int> a(2<<20);
    for(std::size_t i = 0; i != 1000; ++i) {
        std::vector<int> b(2<<20);
        a = std::move(b);
    }
}

有人可以向我解释为什么编译器会（或不能）在最后一个赋值中自动考虑 b 一个 xvalue 并在没有显式 std::move 强制转换的情况下应用移动语义吗？

编辑：使用(g++|clang++) -std=c++11 -O3 -o test test.cpp编译

Answer 1

Compilers can't break the as-if rule

如 §1.9/1 所述：

本国际标准中的语义描述定义了一个 参数化的非确定性抽象机。这个国际 标准对符合的结构没有要求 实施。特别是，他们不需要复制或模仿 抽象机器的结构。相反，符合要求的实现 需要模拟（仅）抽象的可观察行为 机器如下所述

即编译器不能改变程序的可观察行为。自动（即使没有任何影响）将赋值转换为移动赋值会破坏此语句。

复制省略可以稍微改变这种行为，但这是由 §12.8/31 规定的。

如果你想使用 move 版本，你必须像后一个例子一样明确要求它。

Answer 2

让我们看下一个示例（请忽略来自operator= 的void 返回类型）：

#include <iostream>

struct helper
{
    void operator=(helper&&){std::cout<<"move"<<std::endl;}
    void operator=(const helper&){std::cout<<"copy"<<std::endl;}
};

void fun()
{
    helper a;
    {
        helper b;
        a = b;
    }
}

void gun()
{
    helper a;
    {
        helper b;
        a = std::move(b);
    }
}
int main()
{
    fun();
    gun();
}

operator= 根据其参数有不同的行为。只有当编译器能够保持相同的可观察行为时，才允许编译器优化代码。

考虑到 b 从 fun 到 xvalue，虽然在调用时它不是 xvalue，但它会改变程序的可观察行为，这是标准不希望也不允许的.