Question

假设我有一个类似的功能

using std::vector;

vector<int> build_vector(int n)
{
   if (some_condition(n)) return {};

   vector<int> out;

   for(int x : something())
   {
      out.push_back(x);
   }

   return out;
}

函数开头的return {}是否可以防止NRVO？我很好奇，因为这似乎等同于以下内容：

using std::vector;

vector<int> nrvo_friendly_build_vector(int n)
{
   vector<int> out;

   if (some_condition(n)) return out;

   for(int x : something())
   {
      out.push_back(x);
   }

   return out;
}

但是我不清楚在第一种情况下是否允许编译器执行NRVO。

Answer 1

来自https://en.cppreference.com/w/cpp/language/copy_elision

在以下情况下，允许编译器，但即使复制/移动（自C ++ 11起）构造函数和析构函数也不需要省略类对象的复制和移动（自C ++ 11起）构造有明显的副作用。这些对象直接构造到存储中，否则会将它们复制/移动到其中。这是一种优化：即使发生并且未调用copy / move（由于C ++ 11）构造函数，它仍然必须存在并且可以访问（好像根本没有优化发生），否则该程序会出现问题-形成：



在return语句中，当操作数是具有自动存储持续时间的非易失性对象的名称时，该对象不是函数参数或catch子句参数，并且具有相同的类类型（忽略cv-qualification）作为函数返回类型。复制省略的这种变体被称为NRVO，“命名返回值优化”。



...

提早归还没有任何限制，因此这两个版本均适用于NRVO。

Answer 2

As requested，是OP的my comment

的改编版本

我实际上是在想同样的事情（（尤其是因为该标准不需要“复制省略”） ），所以我在在线编译器中通过将std::vector替换为a来对其进行了快速测试。窗口小部件结构：

struct Widget
{
    int val = 0;
    Widget()              { printf("default ctor\n"); }
    Widget(const Widget&) { printf("copy ctor\n"); }
    Widget(Widget&&)      { printf("move ctor\n"); }

    Widget& operator=(const Widget&) { printf("copy assign\n"); return *this; }
    Widget& operator=(Widget&&)      { printf("move assign\n"); return *this; }

    ~Widget() { printf("dtor\n"); }

    void method(int)
    {
        printf("method\n");
    }
};

V1使用build_vector() ：http://coliru.stacked-crooked.com/a/5e55efe46bfe32f5

#include <cstdio>
#include <array>
#include <cstdlib>

using std::array;

struct Widget
{
    int val = 0;
    Widget()              { printf("default ctor\n"); }
    Widget(const Widget&) { printf("copy ctor\n"); }
    Widget(Widget&&)      { printf("move ctor\n"); }

    Widget& operator=(const Widget&) { printf("copy assign\n"); return *this; }
    Widget& operator=(Widget&&)      { printf("move assign\n"); return *this; }

    ~Widget() { printf("dtor\n"); }

    void method(int)
    {
        printf("method\n");
    }
};

bool some_condition(int x)
{
    return (x % 2) == 0;
}

array<int, 3> something()
{
    return {{1,2,3}};
}

Widget build_vector(int n)
{
   if (some_condition(n)) return {};

   Widget out;

   for(int x : something())
   {
      out.method(x);
   }

   return out;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        return -1;
    }
    const int x = atoi(argv[1]);

    printf("call build_vector\n");
    Widget w = build_vector(x);
    printf("end of call\n");
    return w.val;
}

V1的输出

call build_vector
default ctor
method
method
method
move ctor
dtor
end of call
dtor

V2使用nrvo_friendly_build_vector() ：http://coliru.stacked-crooked.com/a/51b036c66e993d62

#include <cstdio>
#include <array>
#include <cstdlib>

using std::array;

struct Widget
{
    int val = 0;
    Widget()              { printf("default ctor\n"); }
    Widget(const Widget&) { printf("copy ctor\n"); }
    Widget(Widget&&)      { printf("move ctor\n"); }

    Widget& operator=(const Widget&) { printf("copy assign\n"); return *this; }
    Widget& operator=(Widget&&)      { printf("move assign\n"); return *this; }

    ~Widget() { printf("dtor\n"); }

    void method(int)
    {
        printf("method\n");
    }
};

bool some_condition(int x)
{
    return (x % 2) == 0;
}

array<int, 3> something()
{
    return {{1,2,3}};
}

Widget nrvo_friendly_build_vector(int n)
{
   Widget out;

   if (some_condition(n)) return out;

   for(int x : something())
   {
      out.method(x);
   }

   return out;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        return -1;
    }
    const int x = atoi(argv[1]);

    printf("call nrvo_friendly_build_vector\n");
    Widget w = nrvo_friendly_build_vector(x);
    printf("end of call\n");
    return w.val;
}

V2的输出

call nrvo_friendly_build_vector
default ctor
method
method
method
end of call
dtor

如您所见，在这种特殊情况下（某种条件下看不到构造该结构的副作用），如果some_condition()为假，则V1调用move构造函数（至少在clang和gcc中使用Coliru中的-std=c++11和-O2）

此外，与you have noticed一样，-O3也会发生相同的行为。

HTH

ps：在学习复制省略时，您可能会发现Abseil's ToW #11有趣;）

返回默认构造对象是否可以防止NRVO？

2 个答案: