Question

我遇到过真的需要在copy-constructor / assignment-operator中执行非平凡代码的情况。算法的正确性取决于它。

虽然我可以使用编译器开关禁用返回值优化，但这似乎是浪费，因为它只是我需要它禁用的一种类型，那么为什么整个应用程序的性能会受到影响？（更不用说我公司不允许我添加开关了。）

struct A {
    explicit A(double val) : m_val(val) {}

    A(const A& other) : m_val(other.m_val) {
        // Do something really important here
    }
    A& operator=(const A& other) {
        if (&other != this) {
            m_val = other.m_val;
            // Do something really important here 
        }
        return *this;
    }
    double m_val;
};

A operator+(const A& a1, const A& a2) {
    A retVal(a1.m_val + a2.m_val);
    // Do something else important
    return retVal;
}
// Implement other operators like *,+,-,/ etc.

这个类将被用作：

A a1(3), a2(4), a3(5);
A a4 = (a1 + a2) * a3 / a1;

返回值优化意味着不会使用复制构造函数创建a4，并且“真正重要的事情”不会发生！

我知道我可以破解一个解决方案，其中operator +返回一个不同的类型（B，比方说）并且有一个A构造函数，它将B作为输入。但随后需要实施的运营商数量爆炸式增长：

B operator+(const A& a1, const A& a2);
B operator+(const B& a1, const A& a2);
B operator+(const A& a1, const B& a2);
B operator+(const B& a1, const B& a2);

必须有更好的解决方案。我怎么能破解它以便RVO不会发生在我的类型上？我只能更改A类代码和运算符。我无法更改呼叫站点代码;即我不能这样做：

A a1(3), a2(4), a3(5);
A a4;
a4 = (a1 + a2) * a3 / a1;

我考虑过的一件事是尝试尝试使用C ++ 11移动构造函数，但我不确定这是否可行，并且我不喜欢它在C ++ 03中无效。< / p>

有什么想法吗？

编辑：请接受这是我能做我需要做的唯一方法。我不能只是'改变设计'。调用代码是固定的，我必须在数学运算符和复制构造函数＆amp;中实现我的策略。赋值运算符。这个想法是在“a4 =（a1 + a2）* a3 / a1”等式中计算的中间值不能在程序中的任何其他位置引用 - 但是a4可以。我知道这很模糊，但你只需忍受它。

Answer 1

在这里回答我自己的问题：我要咬紧牙关并使用中间类型：

struct B;

struct A
{
    A(int i) : m_i(i) {}
    A(const B& a);
    A(const A& a) : m_i(a.m_i)
    {
        std::cout << "A(const A&)" << std::endl;
    }
    int m_i;
};
struct B
{
    B(int i) : m_i(i) {}
    int m_i;
};

A::A(const B& a) : m_i(a.m_i)
{
    std::cout << "A(const B&)" << std::endl;
}

B operator+(const A& a0, const A& a1)
{
    B b(a0.m_i + a1.m_i);
    std::cout << "A+A" << std::endl;
    return b;
}
B operator+(const B& a0, const A& a1)
{
    B b(a0.m_i + a1.m_i);
    std::cout << "B+A" << std::endl;
    return b;
}
B operator+(const A& a0, const B& a1)
{
    B b(a0.m_i + a1.m_i);
    std::cout << "A+B" << std::endl;
    return b;
}
B operator+(const B& a0, const B& a1)
{
    B b(a0.m_i + a1.m_i);
    std::cout << "B+B" << std::endl;
    return b;
}

int main()
{
    A a(1);
    A b(2);
    A c(3);
    A d = (a+b) + (a + b + c);
}

GCC 4.2.1上的输出：

A+A
B+A
A+A
B+B
A(const B&)

我可以在A（const B＆amp;）构造函数中做“非常重要的事情”。

Answer 2

正如Angew所指出的，你可以使用中间类型。这是使用move ctor进行一些优化的示例。

#include <utility>
#include <iostream>

struct B;

struct A {
    explicit A(double val) : m_val(val)
    {
        std::cout << "A(double)" << std::endl;
    }
    A(A&& p) : m_val(p.m_val)
    { /* no output */ }

    A(const A& other) : m_val(other.m_val) {
        // Do something really important here
        std::cout << "A(A const&)" << std::endl;
    }
    A& operator=(const A& other) {
        if (&other != this) {
            m_val = other.m_val;
            // Do something really important here
            std::cout << "A::operator=(A const&)" << std::endl;
        }
        return *this;
    }
    double m_val;

    A(B&&);
};

struct B
{
    operator A const&() const
    {
        std::cout << "B::operator A const&()" << std::endl;
        return a;
    }

private:
    friend struct A;
    A a;

    // better: befriend a factory function
    friend B operator+(const A&, const A&);
    friend B operator*(const A&, const A&);
    friend B operator/(const A&, const A&);
    B(A&& p) : a( std::move(p) )
    { /* no output */ }
};

A::A(B&& p) : A( std::move(p.a) )
{
    std::cout << "A(B&&)" << std::endl;
}

B operator+(const A& a1, const A& a2) {
    std::cout << "A const& + A const&" << std::endl;
    A retVal(a1.m_val + a2.m_val);
    // Do something else important
    return std::move(retVal);
}

B operator*(const A& a1, const A& a2) {
    std::cout << "A const& * A const&" << std::endl;
    A retVal(a1.m_val * a2.m_val);
    // Do something else important
    return std::move(retVal);
}

B operator/(const A& a1, const A& a2) {
    std::cout << "A const& / A const&" << std::endl;
    A retVal(a1.m_val / a2.m_val);
    // Do something else important
    return std::move(retVal);
}

int main()
{
    A a1(3), a2(4), a3(5);
    A a4 = (a1 + a2) * a3 / a1;
}

IIRC，由a1 + a2返回的临时文件持续进行整个复制初始化（更确切地说：对于整个完整表达式，包括AFAIK构造a4）。这就是我们可以从A const&内返回B的原因，即使B个对象仅作为临时对象创建。（如果我错了，请参阅我以前编辑的其他解决方案..：D）

这个例子的本质是中间类型，移动ctors和所述参考返回的组合。

g ++ 4.6.3和clang ++ 3.2的输出：

A(double)             <---- A a1(3);
A(double)             <---- A a2(4);
A(double)             <---- A a3(5);
A const& + A const&   <---- a1 + a2;
A(double)               <-- A retVal(a1.m_val + a2.m_val);
B::operator A const&()<---- __temp__ conversion B --> const A&
A const& * A const&   <---- __temp__ * a3;
A(double)               <-- A retVal(a1.m_val * a2.m_val);
B::operator A const&()<---- __temp__ conversion B --> const A&
A const& / A const&   <---- __temp__ / a1;
A(double)               <-- A retVal(a1.m_val / a2.m_val);
A(B&&)                <---- A a4 = __temp__;

现在复制和移动操作（未显示）被拆分，我认为你可以更准确地实现你所属的“重要的东西”：

A(double) - 从数值

A

A(A const&) - A对象的实际副本;不会发生在这里
A(B&&) - 从运营商结果构建A对象
B(A&&) - 为运算符的返回值调用
B::operator A const&() const - 调用以使用运算符的返回值

Answer 3

标准允许RVO，在以下情况下（[class.copy]§31，仅列出适用的部分）：

在具有类返回类型的函数的return语句中，当表达式是非易失性自动对象的名称时（其他   比函数或catch子句参数）具有相同的cv-unqualified   键入函数返回类型，复制/移动操作即可   通过直接构造自动对象省略   函数的返回值



当一个尚未绑定到引用（12.2）的临时类对象被复制/移动到具有相同的类对象时   cv-unqualified类型，可以省略复制/移动操作   将临时对象直接构造到目标中   省略复制/移动

在您的代码中：

A operator+(const A& a1, const A& a2) {
    A retVal(a1.m_val + a2.m_val);
    // Do something else important
    return retVal;
}


A a4 = (a1 + a2) * a3 / a1;

涉及两个elidable副本：将revVal复制到存储operator+返回值的临时对象中，并将此临时对象复制到a4。

我无法看到防止第二份副本（从返回值到a4）的方法，但标准的“非易失性”部分让我相信这应该可以防止第一个副本：

A operator+(const A& a1, const A& a2) {
    A retVal(a1.m_val + a2.m_val);
    // Do something else important
    volatile A volRetVal(retVal);
    return volRetVal;
}

当然，这意味着您必须为A const volatile A&定义一个额外的副本构造函数。

如何仅针对一种类型禁用c ++返回值优化？

3 个答案: