Question

这是我的问题。我有一个以struct为输入的函数，分配一个新的struct然后返回它。 struct具有以下内容

struct Data {
std::vector<custom_type> vector_vars;
std::string key;
std::map<std::string, Data*> index;
};

vector_vars的大小为500-1000。如果相关的是this class，则为custom_type。 index帮助我按Data访问不同的key结构。这就是功能。

Data func(Data inputData) {

 Data outputData;
//compare values with inputData
//change some values in Data struct
 return outputData
}

我是否使用堆栈分配并将其返回以便将其复制到RHS。这是否可取，因为复制可能会产生很多开销？
我可以在函数内返回在堆栈上分配的struct的引用/指针吗？
建议在此使用动态分配（可能与std::shared_ptr一起使用）以提高效率吗？

Answer 1

按值返回对象。复制省略是一种优化，标准允许编译器删除不必要的副本。在C ++ 03中，编译器几乎肯定会删除该副本。在C ++ 11中，副本将首先被视为移动（它将反过来移动其内容），甚至可能被删除。

在具有类返回类型的函数中的return语句中，当表达式是具有相同cv-unqualified的非易失性自动对象（函数或catch子句参数除外）的名称时键入函数返回类型，通过将自动对象直接构造为函数的返回值，可以省略复制/移动操作

具体来说，当此标准导致复制省略时，通常称为命名返回值优化，return value optimization的形式。

因此，这里最惯用且性能最友好的选择是按价值返回。当然，如果您度量，即使在按值返回优化的情况下是，那么您可以考虑动态分配（参见第3点）。
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不，您不应该返回指向局部变量的引用或指针。具有自动存储持续时间的对象（您在堆栈上称为分配的对象）将不再存在。引用或指针将悬空。以任何有意义的方式使用它将导致未定义的行为。

不，如上所述，建议按值返回。但是，如果您确实需要，可以动态分配Data并通过智能指针返回它。这里首选的智能指针是std::unique_ptr，因为你的功能是将所有权传递给调用函数（不共享所有权）。

Answer 2

实际上，这里可能会发生两个快速操作中的一个：outputData可以移动到返回值，或者可以省略此移动。在任何情况下都不会有任何昂贵的副本。 inputData的副本似乎没有必要，也许您应该将其作为Data const& inputData传递。
您可以这样做，但会导致未定义的行为。
否。动态分配可能更不安全，更慢，更混乱，而且通常更糟。

Answer 3

Data func1(Data inputData) {
    Data outputData;
    return outputData
}

按值Data获取对象，并创建另一个Data实例，然后按值返回。因此，不仅在返回outputData时，而且在收到inputData时创建副本。在按值返回时不要担心性能，有一些机制可以处理它（值得一提的是 copy elision 和可能的返回值优化）。我建议您通过引用inputData来Data func1(const Data& inputData)。

这是否可取，因为复制可能会产生大量开销？

经验法则：除非遇到性能问题，否则不要担心代码的性能。

我可以在函数中返回在堆栈上分配的struct的引用/指针吗？

不要在该函数范围内定义自动存储持续时间的对象返回引用/指针。一旦执行超出范围，对象就会被破坏，因此您将最终得到悬空指针（无效引用），这将导致未定义的行为

建议使用动态分配来提高效率吗？

尽可能避免动态分配。不是因为效率，而是为了代码中的内存管理。关注RAII idiom并避免自己处理难看的内存管理。

Answer 4

您可以重写func()以返回Data*而不是Data。当然，复制Data*要比复制Data要快得多。但在那之前：你关心吗？这个功能在程序初始化期间运行一次，占用挂钟时间的十分之一，或者您希望每帧调用一次，还是什么？

当您编写程序或优化现有程序时，您的目标应始终是使其“足够快”（并且“足够响应”，但现在不要介意）。 “足够快”的定义变化很大：在模拟中，您可能乐于每小时处理1TB的数据，而在视频游戏中，您需要每16毫秒向玩家显示一个新的图形帧。

那么：只有堆栈分配，你的程序“足够快”吗？如果是，请不要管它。如果不是，请改用动态分配。一般来说，返回指针而不是大结构是很好的C ++风格，但是在你还在学习时你不应该担心。让它工作，做对，然后快速。

通过值或指向C ++上的动态分配返回一个大型struct对象

4 个答案: