何时复制矢量，何时传递参考？

Question

我正在使用一个充分利用std::vector的程序。还有很多分配/解除分配，数十亿分配，我试图避免尽可能多的分配/解除分配。 由于我对C ++比较陌生，所以我在使用向量时会有一些关于分配的问题（例如，在向其添加元素时）。 我在Win7 64位机器上，程序是32位，我正在使用当前版本的MinGW编译器。

我想知道，在下列情况下会发生什么，即如果复制了矢量，作为参考传递，......

1

std::vector<T> fillVector() {
    std::vector<T> returnVector;
    ...
    return returnVector;
}

std::vector<T> myVector = fillVector();

2

 std::vector<T>& fillVector() {
    std::vector<T>* returnVector = new std::vector<T>;
    ...
    return (*returnVector);
}

std::vector<T> myVector = fillVector();

3

std::vector<T>* fillVector() {
    std::vector<T>* returnVector = new std::vector<T>;
    ...
    return returnVector;
}

std::vector<T>* myVector = fillVector();

以下，不同的操作：

4

std::vector<T> myVector1;
... (myVector1 being filled)
std::vector<T> myVector = myVector1;

5

std::vector<T>* myVector1 = new std::vector<T>;
... (myVector1 being filled)
std::vector<T> myVector = (*myVector1);

假设我不想更改myFunction中的参数/ myVector中myFunction的更改不会影响程序的其余部分：

6

void myFunction(std::vector<T> myParam) {
   ...
}

std::vector<T> myVector;
... (myVector being filled)
myFunction(myVector);

7

void myFunction(std::vector<T>& myParam) {
   ...
}

std::vector<T> myVector;
... (myVector being filled)
myFunction(myVector);

如果我的理解是正确的，最快的选择（意味着传递参考而不是创建副本并传递它们）将是2 / 3,5和7.如果我错了，请纠正我！

Answer 1

1

std::vector<T> fillVector() {
    std::vector<T> returnVector;
    ...
    return returnVector;
}

std::vector<T> myVector = fillVector();

这很好。 vector按值返回，但大多数编译器（至少在启用优化时）在（命名的）返回值优化下删除了对复制构造函数的调用。

此外，使用C ++ 11，移动语义确保调用移动构造函数而不是复制构造函数，这将简单地窃取返回向量的内容，而不会生成昂贵的副本。

2

 std::vector<T>& fillVector() {
    std::vector<T>* returnVector = new std::vector<T>;
    ...
    return (*returnVector);
}

std::vector<T> myVector = fillVector();

不要这样做。动态分配的不必要的开销，加上必须记住您必须释放返回的对象的负担。避免手动内存管理，更喜欢1。

3

std::vector<T>* fillVector() {
    std::vector<T>* returnVector = new std::vector<T>;
    ...
    return returnVector;
}

std::vector<T>* myVector = fillVector();

与上述相同。避免手动内存管理。

4

std::vector<T> myVector1;
... (myVector1 being filled)
std::vector<T> myVector = myVector1;

这是一个概念上不同的操作。在这里你想要创建一个副本，看起来你做得对。在C ++ 11中，如果您只需要传输 std::vector<T> myVector = std::move(myVector1)的内容而不是复制它，则可能需要使用myVector1。

5

std::vector<T>* myVector1 = new std::vector<T>;
... (myVector1 being filled)
std::vector<T> myVector = (*myVector1);

与上面相同，您想要来创建副本，但是您不必要地动态分配向量。这将再次迫使您手动处理它的生命周期，这很糟糕且容易出错。不要这样做。

6

void myFunction(std::vector<T> myParam) {
   ...
}

std::vector<T> myVector;
... (myVector being filled)
myFunction(myVector);

在这里，您按价值传递myVector。这是否可以优化取决于myFunction所支持的论点：它会改变它吗？如果是这样，您是否希望在从函数返回后可以看到这些更改？如果是，则传递值是正确的，并且没有办法优化它除非你想要获取myVector对象：在这种情况下，在C ++ 11中你可以<当它传递给函数时，em>移动它。这将避免昂贵的，不必要的副本。

7

void myFunction(std::vector<T>& myParam) {
   ...
}

std::vector<T> myVector;
... (myVector being filled)
myFunction(myVector);

这将通过引用传递，只要可以在从函数返回后查看myFunction在myVector上的副作用，就可以了。一般不能告诉它是否正确，这取决于你的应用程序的特定逻辑。

Answer 2

最快和最惯用的是选项1.两个副本（从returnVector到返回值，从返回值到myVector）几乎肯定会被编译器删除。复制省略是编译器可能进行的一项优化，涉及删除任何不必要的副本。在这里，两份副本都是不必要的，std::vector将直接构建myVector。

事实上，即使您使用编译器禁用复制省略优化，在C ++ 11中，两个副本实际上都会移动。移动std::vector需要一些分配并且非常快。第一个被认为是特殊规则的移动，第二个是移动，因为表达式fillVector()是一个右值表达式。