C++：优化析构函数调用

Question

这里有一个小代码示例：

struct Data {
};

struct Init {
    Data *m_data;

    Init() : m_data(new Data) { }
    ~Init() {
        delete m_data;
    }
};

class Object {
    private:
        int m_initType;
        Data *m_data;
    public:
        Object(const Init &init) : m_initType(0), m_data(init.m_data) { }
        Object(Init &&init) : m_initType(1), m_data(init.m_data) { init.m_data = nullptr; }
        ~Object() {
            if (m_initType==1) {
                delete m_data;
            }
        }
};

对象可以通过两种方式初始化：

• const Init &：这个初始化只是将 m_data 存储为一个指针，m_data 不是拥有的，所以 ~Object() 不需要做任何事情（在这种情况下，m_data将在 ~Init()) 被销毁
• Init &&：这个初始化转移了m_data的所有权，Object成为m_data的所有者，所以~Object()需要销毁它

现在，有一个函数：

void somefunction(Object object);

这个函数在callInitA和callInitB中被调用：

void callInitA() {
    Init x;
    somefunction(x); // calls the "const Init &" constructor
}

void callInitB() {
    somefunction(Init()); // calls the "Init &&" constructor
}

现在，这是我想要完成的事情：在 callInitA 的情况下，我想让编译器优化生成的临时 Object (Object 经常使用，我想减少代码大小）。

但是，编译器不会对其进行优化（使用 GCC 和 clang 进行测试）。

Object 被设计成它没有任何改变 m_initType 的函数，因此编译器将能够发现如果 m_initType 在构造时设置为 0，那么它不会改变，所以在析构函数中它仍然是 0 -> 根本不需要调用析构函数，因为它什么都不做。

甚至，m_initType 是 Object 的不必要成员：它只在销毁时才需要。

你有什么设计想法可以做到这一点吗？

更新：我的意思是使用某种 c++ 构造（帮助类等）。 C++ 是一门强大的语言，也许通过某种 c++ 技巧可以做到这一点。

（我最初的问题比这个简化的问题更复杂：对象可以用其他类型的初始化结构初始化，但所有对象的构造函数归结为以某种方式获取“数据*”）

Answer 1

void callInitA() {
    Init x;
    somefunction(x); // calls the "const Init &" constructor
}

x 的破坏不能被优化掉，不管Init 的内容如何。这样做会违反语言的设计。

这不仅仅是Init 是否包含资源的问题。 Init x 与所有对象一样，将在堆栈上分配稍后需要清理的空间，作为析构函数的隐式（不是您自己编写的代码的一部分）的一部分。这是无法避免的。

如果打算让x 成为somefunction 可以调用而不必重复创建和删除对x 的引用的对象，您应该这样处理它：

void callInitA(Init & x) { //Or Init const& x
    somefunction(x); // calls the "const Init &" constructor
}

其他几点说明：

• 确保在任何拥有资源的对象上实施Rule of Five（有时称为三法则）。
• 您可以考虑将所有指针封装在 std::unique_ptr 中，因为您似乎不需要 std::unique_ptr 提供的功能之外的功能。

Answer 2

您的m_initType 实际上区分了两种Objects - 拥有自己的记忆的和不拥有记忆的。另外，您提到实际上有多种Objects 可以使用各种输入进行初始化；所以实际上有各种各样的Objects。这表明Object 最好是一些抽象基类。现在，这不会加速任何事情或避免析构函数调用，但它可能会使您的设计更合理。或者 Object 可能是 std::variant（C++17 中的新内容，您可以继续阅读）。

但是，你说临时的Objects 是“经常使用的”。所以也许你应该走另一条路：在你的例子中，假设你有

template <bool Owning> class Object;

然后您将专门针对非拥有情况，只有一个 const Init& 构造函数和默认销毁，以及拥有情况，只有一个 Init&& 构造函数（考虑到您提到的两个）和一个析构函数 deletes .这意味着将使用 Object 的代码模板化，这意味着更大的代码大小，并且必须知道您传入的 Objects 类型；但是 if 会避免条件检查是否真的让你如此烦恼。

我想减小代码大小

我有点怀疑你这样做。您是否正在为嵌入式系统编写代码？在这种情况下，您使用大量临时的Objects 有点奇怪，它们是多态的。