Question

我正在回答a question并推荐return by-value for a large type，因为我相信编译器会执行return-value optimization (RVO)。但后来有人向我指出Visual Studio 2013没有在我的代码上执行RVO。

我发现a question here关于Visual Studio无法执行RVO，但在这种情况下，结论似乎是，如果真的很重要，Visual Studio将执行RVO。在我的情况下，确实很重要，它对性能产生了重大影响，我已通过分析结果确认了这一点。这是简化的代码：

#include <vector>
#include <numeric>
#include <iostream>

struct Foo {
  std::vector<double> v;
  Foo(std::vector<double> _v) : v(std::move(_v)) {}
};

Foo getBigFoo() {
  std::vector<double> v(1000000);
  std::iota(v.begin(), v.end(), 0);  // Fill vector with non-trivial data

  return Foo(std::move(v));  // Expecting RVO to happen here.
}

int main() {
  std::cout << "Press any key to start test...";
  std::cin.ignore();

  for (int i = 0; i != 100; ++i) {  // Repeat test to get meaningful profiler results
    auto foo = getBigFoo();
    std::cout << std::accumulate(foo.v.begin(), foo.v.end(), 0.0) << "\n";
  }
}

我期望编译器在getBigFoo()的返回类型上执行RVO。但它似乎正在复制Foo。

我知道Foo的编译器will create a copy-constructor。我也知道，与Foo的兼容C ++ 11编译器Visual Studio does not create a move-constructor不同。但这应该没问题，RVO是一个C ++ 98概念，并且没有移动语义。

所以，问题是，在这种情况下，Visual Studio 2013是否有理由不执行返回值优化？

我知道一些解决方法。我可以为Foo定义一个move-constructor：

Foo(Foo&& in) : v(std::move(in.v)) {}

这很好，但是有很多遗留类型没有移动构造函数，很高兴知道我可以依赖这些类型的RVO。此外，某些类型可能是固有的可复制但不可移动。

如果我从RVO更改为NVRO（命名返回值优化），则Visual Studio 似乎执行优化：

  Foo foo(std::move(v))
  return foo;

这很奇怪，因为我认为NVRO 比RVO更可靠。

更奇怪的是，如果我更改Foo的构造函数，那么它会创建并填充vector：

  Foo(size_t num) : v(num) {
    std::iota(v.begin(), v.end(), 0);  // Fill vector with non-trivial data
  }

当我尝试做RVO时，

而不是移动它，它起作用：

Foo getBigFoo() {
  return Foo(1000000);
}

我很高兴能够采用其中一种解决方法，但我希望能够预测RVO将来可能会失败，谢谢。

来自@dyp的

编辑 More concise live demo

编辑2：为什么我不写return v;？

首先，它没有帮助。 Profiler结果显示，如果我只是编写return v;，Visual Studio 2013仍会复制该向量。即使它确实有效，它也只是一种解决方法。我并没有试图修复这段特殊的代码，我试图理解为什么RVO会失败，所以我可以预测它将来何时会失败。确实，这是编写这个特定示例的一种更简洁的方式，但是在很多情况下我不能只写return v;，例如Foo有额外的构造函数参数。

Answer 1

如果代码看起来应该优化，但没有得到优化，我会在此处提交错误http://connect.microsoft.com/VisualStudio或向Microsoft提出支持案例。这篇文章虽然适用于VC ++ 2005（我找不到当前版本的文档），但确实解释了一些不起作用的场景。 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(v=vs.80).aspx#nrvo_cpp05_topic3

如果我们想确定优化已经发生，一种可能性是检查装配输出。如果需要，这可以作为构建任务自动化。

这需要使用/ FAs选项生成.asm输出，如下所示：

cl test.cpp /FAs

将生成test.asm。

以下PowerShell中的一个潜在示例，可以这种方式使用：

PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp
NOT RVO test.cpp - ; 13   :   return Foo(std::move(v));// Expecting RVO to happen here.

PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test_v2.optimized.asm test.cpp
RVO OK test.cpp - ; 13   :   return {std::move(v)}; // Expecting RVO to happen here.

PS C:\test>

剧本：

# Usage Get-RVO.ps1 <input.asm file> <name of CPP file you want to check>
# Example .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp
[CmdletBinding()]
Param(
[Parameter(Mandatory=$True,Position=1)]
  [string]$assemblyFilename,

  [Parameter(Mandatory=$True,Position=2)]
  [string]$cppFilename
)

$sr=New-Object System.IO.StreamReader($assemblyFilename)
$IsInReturnSection=$false
$optimized=$true
$startLine=""
$inFile=$false

while (!$sr.EndOfStream)
{
    $line=$sr.ReadLine();

    # ignore any files that aren't our specified CPP file
    if ($line.StartsWith("; File"))
    {
        if ($line.EndsWith($cppFilename))
        {
            $inFile=$true
        }
        else
        {
            $inFile=$false
        }
    }

    # check if we are in code section for our CPP file...
    if ($inFile)
    {
        if ($line.StartsWith(";"))
        {
            # mark start of "return" code
            # assume optimized, unti proven otherwise
            if ($line.Contains("return"))
            {
                $startLine=$line 
                $IsInReturnSection=$true
                $optimized=$true
            }
        }

        if ($IsInReturnSection)
        {
            # call in return section, not RVO
            if ($line.Contains("call"))
            {
                $optimized=$false
            }

            # check if we reached end of return code section
            if ($line.StartsWith("$") -or $line.StartsWith("?"))
            {
                $IsInReturnSection=$false
                if ($optimized)
                {
                    "RVO OK $cppfileName - $startLine"
                }
                else
                {
                    "NOT RVO $cppfileName - $startLine"
                }
            }
        }
    }

}

为什么Visual Studio在这种情况下不执行返回值优化（RVO）

1 个答案: