Question

从函数返回stl向量时：

vector<int> getLargeArray() {  ...  }

回报是否是昂贵的复制操作？我记得在哪里读过矢量赋值很快 - 我应该要求调用者传递引用吗？

void getLargeArray( vector<int>& vec ) {  ...  }

Answer 1

假设你的函数构造并返回新数据，你应该按值返回，并尝试确保函数本身有一个返回点返回类型vector<int>的变量，或者最坏的几个返回点都返回相同的变量。

这确保您将在任何可靠的编译器上获得命名的返回值优化，从而消除潜在副本的一个（从函数中的值到返回值）。还有其他方法可以获得返回值优化，但它不是完全可预测的，因此简单的规则可以安全。

接下来，您希望将返回值中的潜在副本消除为调用者对其执行的操作。这是调用者的问题，而不是被调用者，并且基本上有三种方法可以解决这个问题：

使用对该函数的调用作为vector<int>的初始化程序，在这种情况下，任何可靠的C ++编译器都会忽略该副本。
使用C ++ 11，其中vector具有移动语义。
在C ++ 03中，使用“swaptimization”。

也就是说，在C ++ 03中不写

vector<int> v;
// use v for some stuff
// ...
// now I want fresh data in v:
v = getLargeArray();

相反：

getLargeArray().swap(v);

这样可以避免v = getLargeArray()所需的复制分配（不得忽略[*]）。在C ++ 11中不需要它，在那里有一个便宜的移动分配而不是昂贵的复制分配，但当然它仍然有效。

另一件需要考虑的事情是，您是否真的想要vector作为界面的一部分。您可以改为编写一个带有输出迭代器的函数模板，并将数据写入该输出迭代器。想要向量中的数据的呼叫者可以传递std::back_inserter的结果，因此想要deque或list中的数据的呼叫者也可以。事先知道数据大小的调用者甚至可以只传递一个向量迭代器（首先是resize() d）或者是一个足够大的数组的原始指针，以避免back_insert_iterator的开销。有非模板方法可以做同样的事情，但它们很可能会以这种或那种方式产生呼叫开销。如果您担心每个元素复制int的成本，那么您会担心每个元素的函数调用成本。

如果你的函数没有构造并返回新数据，而是它返回一些现有vector<int>的当前内容并且不允许更改原始内容，则你无法避免至少一个副本当你按价值返回时因此，如果该性能是一个经过验证的问题，那么您需要查看除了按值返回之外的某些API。例如，您可能提供一对可用于遍历内部数据的迭代器，一个通过索引在向量中查找值的函数，或者甚至（如果性能问题严重到需要暴露内部数据），对向量的引用。显然，在所有这些情况下，你改变了函数的含义 - 现在不是给调用者“他们自己的数据”，而是提供了别人的数据的视图，这可能会改变。

[*]当然“似乎”规则仍然适用，人们可以想象一个C ++实现，它足够聪明地意识到，因为这是一个简单的可复制类型（int）的向量，并且从那以后你没有采用任何指向任何元素的指针（我假设），然后它可以交换，结果就像“复制”一样。但我不会指望它。

Answer 2

您很可能会获得return value optimization，具体取决于函数体的结构。在C ++ 11中，您也可以从移动语义中受益。按值返回肯定有更清晰的语义，我认为它是首选的选项，除非分析证明它是昂贵的。有一篇很好的相关文章here。

这是一个带有详细虚拟类的小例子，使用旧版本的GCC（4.3.4）编译时没有优化或C ++ 11支持：

#include <vector>
#include <iostream>
struct Foo
{
  Foo() { std::cout << "Foo()\n"; }
  Foo(const Foo&) { std::cout << "Foo copy\n"; }
  Foo& operator=(const Foo&) { 
    std::cout << "Foo assignment\n"; 
    return *this;
  }
};

std::vector<Foo> makeFoos()
{
  std::vector<Foo> tmp;
  tmp.push_back(Foo());
  std::cout << "returning\n";
  return tmp;
}

int main()
{
  std::vector<Foo> foos = makeFoos();
}

我的平台上的结果是所有复制都在函数返回之前发生。如果我使用C ++ 11支持进行编译，则push_back会导致移动副本而不是C ++ 03副本构造。

从函数返回STL向量 - 复制成本

2 个答案: