Question

我常常看到变换器函数通过引用获取参数，并且还返回与函数返回值相同的参数。

例如：

std::string& Lowercase(std::string & str){
    std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), ::tolower);
    return str;
}

我理解这是为了方便起见，我的印象是编译器会针对实际未使用返回值的情况进行优化。但是，我不相信编译器可以针对新创建的非基本类型的返回值进行优化。例如：

std::tuple<int,std::string,float> function(int const& num, std::string const& str, float const& f){

    return std::tuple<int,std::string,float>(num,str,f);
}

构造函数几乎可以执行任何操作，虽然不使用返回类型，但这并不意味着避免创建类型是安全的。但是，在这种情况下，当不使用函数的返回值时，不创建类型将是有利的。

是否有某种方式通知编译器如果没有使用返回类型，那么避免创建类型是安全的吗？这将是功能特定的，是程序员的决定;不是编译器可以自己解决的问题。

Answer 1

在function的情况下，如果函数没有内联might not optimize it since it has non trivial constructor。但是，如果函数是内联的，它可能会优化未使用的返回类，如果它的生命周期不影响任何参数。此外，由于元组是标准类型，我相信大多数编译器将优化返回的变量。

Answer 2

通常，编译器有两种优化代码的方法：

（已命名）返回值优化（RVO / NRVO）
R值参考

RVO

以下面的代码为例：

struct A {
    int v;
};

A foo(int v) {
    A a;
    a.v = v;
    return a;
}

void bar(A& a, int v) {
    a.v = v;
}

A f;
f = foo(1);

A b;
bar(b, 1);

在函数foo中，构造变量a，修改其成员v，然后返回。在人工优化版本bar中，a会被传入，修改并提供给来电者。

显然，f和b是相同的。

如果你对C ++有更多了解，你会知道从foo返回时，结果a被复制到外f，而a的dtor被调用

将foo优化成bar的方式称为RVO，它忽略了内部a到外部f的副本。修改直接转到调用者的变量。

请注意，有些情况下RVO不适用：复制ctor有副作用，多次退货等。

这是一个详细的解释：
MSDN
CppWiki

右值

优化返回值的另一种方法是使用C ++ 11中引入的rvalue ctor。一般来说，就像调用std::swap(vector_lhs, vector_rhs)交换内部数据指针以避免深层复制一样。

这是一篇关于优化的非常好的文章： http://cpp-next.com/archive/2009/08/want-speed-pass-by-value/

最后但并非最不重要

在Going Native 2013中，Andrei Alexandrescu介绍了如何编写快速C ++代码。并且通过引用传递比rvalue更快。（此外，RVO也有一些限制）因此，如果您关心性能，请使用参考传递。

当实际使用该返回值时，我如何只支付函数创建的返回值的成本？

2 个答案:

RVO

右值